Zwischen den hervorragenden Ergebnissen aus öffentlich geförderten Forschungsprojekten zu Digitalisierung und KI und der Umsetzung in dauerhaft verfügbare Lösungen ist eine systembedingte Lücke festzustellen. Gesamtziel des Projekts ecoKI ist, diese Lücke zu schließen. Mit dem Aufbau einer

Infrastruktur zur Unterstützung von KMUs bei der Einführung von KI-Technologien für Energieeffizienz verfolgt ecoKI folgende Teilziele:

 

1. Generische Digitalisierungs- und KI-Bausteine möglichst einfach zur Steigerung der Energieeffizienz nutzbar zu machen.
2. Reduzierung der Einstiegsbarrieren für KMU bei der Nutzung von Digitalisierung und Methoden des maschinellen Lernens zur Steigerung dernEnergieeffizienz.

 

Das Projekt KoMAR entwickelt eine flexible Augmented Reality (AR) Multi-User Anwendung, die digitale Modelle mit realen Objekten verbindet. Mehrere Personen können gleichzeitig in einem AR-3D-Szenario interagieren. Ziel ist eine kontextbasierte und robuste Interaktion im virtuellen Raum. Das Projekt ziel auf die Entwicklung neuer Multi-User Funktionen, wie etwa ortsunabhängige Teilnahme an AR-Konferenzen und gemeinsame Manipulation virtueller Objekte, ab. Das BIBA entwickelt dafür eine Potentialbewertung kollaborativer Roboter in der industriellen Montage als ersten Anwendungsfall. AR ermöglicht hier die frühe Einbeziehung von Planungs- und Montagepersonal im realen Kontext ohne physische Systemanpassungen.

TRICK wird eine vollständige, für KMU erschwingliche und standardisierte Plattform bereitstellen, um die Annahme nachhaltiger und zirkulärer Ansätze zu unterstützen: Sie wird es Unternehmen ermöglichen, Produktdaten zu sammeln und auf einem dedizierten Marktplatz Zugang zu den erforderlichen Dienstleistungen zu erhalten, der für Lösungen von Drittanbietern offen ist. Die TRICK-Demo wird in 2 hochkomplexen und umweltschädlichen Bereichen durchgeführt: Textil-Kleidung als Hauptpilot und verderbliche Lebensmittel für die Replikation. Im Fokus des BIBA steht die Anpassung des B2B-Marktplatzes an die Bedürfnisse eines Circular Information Management (CIM).

Die Fertigung von Großteilen erfordert die Implementierung eines ganzheitlichen Daten-Managements und einer integrierten Automatisierungsmethode, um mit modularen und flexibleren Geräten das gewünschte Maß an Präzision zu erreichen. Die Herstellung von Großteilen zeichnet sich durch ein hohes Maß an erforderlichen Anpassungen aus (kundenspezifisch). Zudem umfasst die Herstellung komplexer und großtechnischer Teile eine Vielzahl von Unterbaugruppen, die zuerst dafür gefertigt und montiert werden müssen.

Dieser hohe Grad an Personalisierung erfordert einen großen Aufwand bei der Konstruktion und der anschließenden Überprüfung nach der Herstellung, um die hohe Präzision zu errreichen. Gleichwohl erfordert dieses maßgeschneiderte, produktorientierte Design eine Ressourcenoptimierung der Werkstatt (d.h. Arbeiter, Maschinen, Geräte) für eine reaktionsschnelle, rekonfigurierbare und modulare Hertigung. Hinzu kommt der arbeiterzentrierte Ansatz: die Ausführung wichtiger arbeitsintensiver Aufgaben durch die Beibehaltung branchenspezifischer Kenntnisse und Fähigkeiten der Arbeiter.

PENELOPE stellt eine neuartige Methodik auf, die produktzentriertes Datenmanagement und Produktions- und Zeitplanung in einer geschlossenen digitalen Regelkreis verbindet, um eine genaue und präzise Herstellbarkeit ab dem ersten Produktdesign sicherzustellen.

PENELOPE basiert auf fünf Säulen für die Entwicklung einer gemeinsamen Methodik und Vision, die in vier industriellgesteuerten Pilotlinien in strategischen Fertigungssektoren eingesetzt werden: Öl und Gas, Schiffbau, Luftfahrt und Bus & Coach; mit potenzieller Reproduzierbarkeit auf weitere Industriesektoren. Darüber hinaus wird ein europaweites Netzwerk von didaktischen Fabriken und Schauräumen eingerichtet, welche Schulungs- und Weiterbildungsmöglichkeiten bietet und den Wechsel der Belegschaft zur Industrie 4.0 samt Mehrzweck-Testbettten ermöglicht und die Adaption der zugehörigen Industrie unterstützt. PENELOPE beabsichtigt, die Wettbewerbsfähigkeit des Fertigungssektors in der EU stark zu erhöhen, indem Produktionsleistung, -qualität und -genauigkeit gesteigert und gleichzeitig die Sicherheit und Ressourceneffizienz der Arbeitnehmer gewährleistet werden.

TOKIOS zielt auf die Integration innovativer Methoden und Techniken aus den Bereichen der Statistik und der Künstliche Intelligenz in die Integrations- und Systemtests von Flugzeugen. Die adressierten Methoden sollen hierbei auf Offline-Daten angewendet werden, welche in der Größenordnung von Big Data angesiedelt sind.

Die Aufgaben des BIBAs fokussieren auf die Entwicklung von Datenintegrationslösungen und dem Analyseframework, um Analyseketten interoperable aufsetzen und nutzen zu können. Des Weiteren wird das Analysewerkzeug an die Bedürfnisse des Testingenieurs für zukünftige Testprozesse ausgerichtet

Im Projekt soll auf Basis einer vorhandenen Plattform (MARIDAL) eine Weiterbildungsplattform für Beschäftigte in der Logistik entwickelt werden, die ein bedarfsorientiertes und individuelles Lernen ermöglicht und flexible Lernpfade anbietet. Die in diesem Vorhaben angestrebte Plattform versteht sich als ein digitales Lern-Ökosystem. Die KI dient dabei zur Personalisierung der Nutzererfahrung und Unterstützung des Lernens. Zusätzlich können Zertifikate - auch für externe Personen – ausgestellt werden.

Das Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines off-the-shelf Systems für einen möglichst intuitiven Zugriff auf komplexe Informationen durch eine natürliche und niederschwellige Kommunikation in Kombination mit optischen Bilderkennungsverfahren. Zugleich soll es versierten Anwendern einen direkten, schnellen und berührungslosen Zugriff auf einen großen Funktionsumfang ermöglichen. Personenbezogene Bild- und Sprachdaten sollen hierbei aus Datenschutzgründen durch eine integrierte Recheneinheit bearbeitet werden.

ENHANCE aims at strengthening the cooperation between 3 EU and 4 PC universities across recent research outcomes related to MPQ 4.0. From a capacity-building perspective, this consortium will improve the capacity of HEI in PC with innovative programmes. It will develop new competencies and skills to transfer later to socio-economic partners. ENHANCE will guarantee the sustainability of the consolidated learning programs and materials through the creation of 2 new DIH in PC.

Der Gütertransport in Deutschland erfolgt heute in großen Teilen über den Straßen- und Schienengüterverkehr. Die weitere Zunahme des Transportaufkommens bringt die Systeme allerdings an ihre Belastungsgrenze, dies zeigt sich u.a. durch vermehrtes Stauaufkommen und häufigere Lieferverzögerungen. Eine weitere Herausforderung ist die hohe Umweltbelastung durch den Straßen- und Schienenverkehr. Eine emissionsärmere Alternative und Ergänzung zum landseitigen Transport stellt der wasserseitige Gütertransport mittels Binnenschiff dar. Die verstärkte Nutzung dieses Transportmittels erfordert die Bereitstellung zusätzlicher dezentraler Umschlagspunkte (sogenannter MicroPorts) für die intelligente und effiziente Verknüpfung des land- und wasserseitigen Gütertransports.

Das Ziel des Projekts liegt in der technischen Konzeption und Auslegung eines Netzwerks aus dezentralen Umschlagsknoten für die Verknüpfung des land- und wasserseitigen Güterverkehrs. Die Grundidee besteht in der Nutzung vorhandener Infrastruktur, insbesondere Brücken, für die Installation der MicroPorts. Aufbauend wird eine simulationsbasierte Evaluation durchgeführt, um das neue Umschlagskonzept im Hinblick auf dessen Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit zu bewerten. Die erwarteten Projektergebnisse stellen damit die Grundlage dar, um zukünftig dezentrale Umschlagspunkte für den kombinierten land- und wasserseitigen Güterverkehr fundiert zu planen und in die Umsetzung zu bringen.

i4Q bietet eine Komplettlösung, bestehend aus nachhaltigen IoT-basierten, zuverlässigen Industriedatendiensten (RIDS), die in der Lage sind, die riesigen Mengen an Industriedaten zu verwalten, um die Online-Überwachung und -Steuerung der Fertigung zu unterstützen. Das i4Q Framework garantiert die Zuverlässigkeit der Daten mit Funktionen, die in fünf Grundfunktionen rund um den Datenzyklus gruppiert sind: Sensorik, Kommunikation, Recheninfrastruktur, Speicherung sowie Analyse und Optimierung. Mit i4Q RIDS werden Fabriken in der Lage sein, große Datenmengen zu verarbeiten und dabei ein adäquates Niveau an Datengenauigkeit, Präzision und Rückverfolgbarkeit zu erreichen. Die Daten werden für Analysen und Vorhersagen sowie zur Optimierung der Prozess- und Produktqualität in der Fertigung genutzt, was zu einem integrierten Ansatz für eine Null-Fehler-Fertigung führt. i4Q Solutions wird die industriellen Rohdaten mit kostengünstigen Instrumenten und modernsten Kommunikationsprotokollen effizient erfassen und dabei Datengenauigkeit und -präzision, zuverlässige Rückverfolgbarkeit und zeitgestempelte Datenintegrität durch Distributed-Ledger-Technologie garantieren. i4Q Project wird Simulations- und Optimierungswerkzeuge für die kontinuierliche Prozessqualifizierung der Fertigungslinie, Qualitätsdiagnose, Neukonfiguration und Zertifizierung bereitstellen, um eine hohe Fertigungseffizienz und optimale Fertigungsqualität zu gewährleisten. Das BIBA konzentriert sich auf: 1) die Erstellung von Datenqualitätsrichtlinien für die Fertigung und 2) die Erweiterung seiner Software QualiExplore zur Unterstützung von a) Produktionsdatenqualitätswissen und b) Fertigungslinienzertifizierung unter dem Aspekt der Datenqualität. Die Erweiterung von QualiExplore beinhaltet die Integration eines digitalen Assistenten (conversational AI).

ePIcenter wird ein interoperables, auf einer Cloud basierendes Ökosystem von benutzerfreundlichen, erweiterbaren, auf künstlicher Intelligenz basierenden Logistiksoftwarelösungen und unterstützenden Methoden schaffen, das es allen Akteuren im Welthandel und internationalen Behörden ermöglicht, mit Häfen, Logistikunternehmen und Verladern zusammenzuarbeiten und agil auf volatile politische und Marktveränderungen sowie auf größere Klimaveränderungen mit Auswirkungen auf traditionelle Frachtrouten zu reagieren. Dies wird den ständig steigenden Erwartungen der Verbraucher des 21. Jahrhunderts nach preiswerten und leichter verfügbaren Gütern Rechnung tragen und Innovationen im Transportbereich einführen, wie z.B. Hyperloops, autonome / robotergestützte Systeme (z.B. "T-Pods") und neue Lösungen für die Zustellung. ePIcenter integriert dabei technologische Initiativen wie Blockchain, Digitalisierung, Single Windows, EGNOS-Positionsgenauigkeit und das Erdbeobachtungsprogramm Kopernikus.

Das Projekt Inclusive Digital Environments to Enable High-Quality Education for Disadvantaged and Disabled Learners (Inklusive digitale Umgebungen zur Ermöglichung einer qualitativ hochwertigen Bildung für benachteiligte und behinderte Lernende) befasst sich mit den zentralen Herausforderungen im Zusammenhang mit inklusiver und barrierefreier Bildung und sieht technologiegestützte Interventionen vor, die auf die Besonderheiten benachteiligter und behinderter Lernender ausgerichtet sind und direkt durch Schulungsinitiativen für Lehrkräfte und Interessenvertreter ermöglicht werden, um ihnen Wissen und Fähigkeiten zu vermitteln

Im Förderprojekt „compARe“ soll ein AR-basiertes technisches Assistenzsystem entwickelt werden, welches auf bildverarbeitende Verfahren zurückgreift, um Servicetechniker*innen bei der Instandhaltung von Windenergieanlagen zu unterstützen. Dabei wird insbesondere auf Aufgabenstellungen fokussiert, die eine Defekterkennung nur durch einen Abgleich zwischen aktuellem und einem zuvor dokumentierten Zustand oder einem Soll-Zustand zulassen. Somit können Schäden an den WEA vermieden und die Effizienz der Instandhaltungsmaßnahmen gesteigert werden.

Mittels KI-basierter Bildverarbeitungsverfahren, wie z.B. Convolutional Neural Networks (CNN), können Defekte an Bauteilen, welche über lange Zeiträume entstehen, erkannt, klassifiziert und ausgewertet werden. Darüber hinaus wird der Abgleich von Bauteilzuständen anhand historischer Daten ermöglicht. Zur Unterstützung von Servicetechnikerinnen in der Windenergie haben sich mobile Assistenzsysteme als vielversprechend erwiesen. Der Einsatz dieser rechenintensiven Bildverarbeitungsverfahren auf mobilen Endgeräten stellt eine Herausforderung dar, bietet jedoch in Kombination mit dem Einsatz von mobiler Augmented Reality (AR)-Technologie ein großes Potenzial. Auf diese Weise können virtuelle Informationen zur Zustandsveränderung unmittelbar in Bezug zu den betreffenden Bauteilen im Sichtfeld der Servicetechnikerinnen bereitgestellt werden.

In Riemann geht es um die Reduzierung der technologischen Hürde zur Nutzung einer Roboterflotte beispielsweise in Lagerhäusern oder der Fertigung. Das Projekt macht Studierende und Fachleute mit fortgeschrittenen Navigationskonzepten vertraut. Insbesondere wurden hierbei Open-Source-Bibliotheken aus dem Robotic Operation System (ROS) berücksichtigt, um Abhängigkeiten zu vermeiden und Transparenz zu schaffen. Das Lehrmaterial wurde Fachleuten und Studierenden zur Verfügung gestellt, um komplexe Lösungen selbst zu warten. Dadurch werden Kosten und Wartezeiten gespart und Teilnehmende in die Lage versetzt, in kurzer Zeit ein solches komplexes System ohne genaue Kenntnisse der inneren Strukturen in Betrieb nehmen zu können. In der zweiten Phase wird das Projekt um die Kollaboration mit Manipulatoren erweitert, um hier ein effizientes Interface auf Basis von ROS2-Komponenten am Beispiel des e.DO Cubes von COMAU beispielhaft zu realisieren. Anhand des Beispiels sollen weitere Lerneinheiten mit Bezug zu ROS2 erstellt werden, um ein voll umfängliches Intralogistik-Szenario abbilden zu können.

Stress und mangelnde Aufmerksamkeit sind die Hauptursachen für Arbeitsunfälle in der Industrie und beeinträchtigen die Leistung der Arbeitnehmer. Physikalische, physiologische und psychologische Aspekte im Zusammenhang mit Stress wurden bereits durch die Analyse biometrischer Daten untersucht, aber sie wurden noch nie mit neurophysiologischen/psychologischen Daten integriert. No-Stress erfasst die Bewegungen von Arbeitnehmern bei der Ausführung von Fertigungsaufgaben, indem neurophysiologische Parameter in Echtzeit erfasst werden und mit Sprachassistenz interagiert wird, um Reaktionen und Feedback zu sammeln. Die Ursachen für Stress werden durch die Analyse der Daten der Arbeiter ermittelt, um die Arbeitsumgebung mit einem auf den Menschen ausgerichteten Ansatz neu zu gestalten, der sich auf das Wohlbefinden der Arbeiter konzentriert. Im Rahmen des Projekts wird ein Überwachungssystem für Fertigungsunternehmen entwickelt, um deren Arbeitsbedingungen und Produktionseffizienz zu verbessern. Die Anbieter von Anwendungsfällen werden zusammen mit den Akteuren des Sektors für Arbeitnehmerunterstützung an der Neugestaltung des Produktionsumfelds arbeiten, wobei der Schwerpunkt auf den Arbeitnehmern liegen wird.

Smart Power will provide knowledge of two industry4.0 application domains - namely smart manufacturing and smart micro grids - and furthermore unlock the potential by show casing the interconnection of those. Best practices of cross-domain integration will not only provide know-how to future employees, but open the mind set of skilled work-forces to enable competetiveness and advances by broadening possible solution space with taught opportuniƟes from the industry4.0 paradigm.

The training addresses professionals, entrepreneurs,students and life-long learners with skill-driven self-learning course material, which will transfer key principles, methodologies and technologies addressing actual industry problems and challenges. Alongside the problem solving of those real-world scenarios, participants will be encouraged to establish disruptive thinking across domains –

primarily in the cross-domain integration of smart factories and smart grids, but will not be limited to these.

Die Landwirtschaft muss sich verstärkt mit Themen der Nachhaltigkeit und des Qualitätsmanagements auseinandersetzen. Hierbei kommt Futtermitteln auch aus Kostensicht eine immer höhere Bedeutung zu. Das Ziel des Projekts ist die Realisierung einer Cloud-Plattform für Landwirtinnen, Händlerinnen und Futtermittelhersteller*innen, um Futtermittel individuell konfigurieren, bedarfsgerecht produzieren und just-in-time liefern zu können. Neben der Integration von wetterabhängigen Bedarfs- und Preisprognosen steht die Entwicklung einer simulationsbasierten Lieferkettensteuerung mit Optimierung der Ökobilanz im Fokus.

Die Vision von LEVEL-UP ist die Entwicklung eines ganzheitlichen Frameworks für den Betrieb und die Sanierung neuer und vorhandener Produktionsanlagen, um eine dynamische Nutzung und Wartung mit verbesserten Abhilfemaßnahmen für mehr Nachhaltigkeit zu erreichen. Die LEVEL-UP-Lösung wird in der Betriebsumgebung von Karusselldrehmaschinen, Fräsmaschinen, Pressen, Holzbearbeitungs-, Pultrusions-, Extrusions-, Inspektions- und CNC-Geräten demonstriert, um (i) die Effizienz zu steigern, (ii) die Lebensdauer und Zuverlässigkeit zu verlängern und (iii ) um den ROIC zu erhöhen. Zu diesem Zweck wird LEVEL-UP eine skalierbare Plattform bieten, die den gesamten Lebenszyklus abdeckt und von der Einrichtung digitaler Zwillinge über die Renovierungs- und Wiederaufarbeitungsaktivitäten bis zum Lebensende reicht.

Voraussetzung für die skizzierte Vision ist das Erreichen der Interoperabilität von den Daten bis zur Serviceebene. Das BIBA wird den semantischen Mediator für den Lebenszyklus großer Industrieanlagen bereitstellen. Die Verbindungen zwischen dem Datenaggregator mit den Basis Ontologien und der Wissensbasis werden durch semantische Modelle und Ontologien hergestellt werden.

Der Mensch steht im Zentrum wissensintensiver Herstellungsprozesse. Er muss qualifiziert und flexibel sein, um den Anforderungen seiner Arbeitsumgebung gerecht zu werden. Die Ausbildung neuer Mitarbeiter in diesen Prozessen ist für Unternehmen zeit- und kostenintensiv. Viele Branchen leiden unter dem Fachkräftemangel, der z.B. durch den demographischen Wandel verursacht wird. Eine zweite Herausforderung für das produzierende Gewerbe ist der ständige Wettbewerb durch qualitativ hochwertige Produkte. COALA wird beide Herausforderungen durch das innovative Design und die Entwicklung eines sprachgesteuerten digitalen intelligenten Assistenten für den Fertigungssektor angehen. Die COALA-Lösung wird auf dem datenschutzfokussierten offenen Assistenten Mycroft basieren. Er integriert eine präskriptive Qualitätsanalyse, ein KI-System zur Unterstützung der Ausbildung neuer Mitarbeiter am Arbeitsplatz und eine neuartige Erklärungssoftware - die WHY-Engine. COALA wird sich mit der KI-Ethik während des Entwurfs, des Einsatzes und der Nutzung der neuen Lösung befassen. Entscheidende Komponenten für die Einführung der Lösung sind ein neues didaktisches Konzept, um Arbeitnehmer über Chancen, Herausforderungen und Risiken in der Zusammenarbeit zwischen Mensch und KI zu informieren, sowie ein gleichzeitiger Änderungsmanagementprozess. Drei Anwendungsfälle (Textil, weiße Ware, Flüssigkeitsverpackung) werden die Ergebnisse in gemeinsamen Fertigungsprozessen mit erheblicher wirtschaftlicher Relevanz bewerten. Wir gehen davon aus, dass die Fehlerkosten bei der Herstellung durch das Merkmal der präskriptiven Qualitätsanalyse und die KI-gestützte Schulung der Arbeitnehmer um 30-60% gesenkt werden können. Für die Rüstzeit erwarten wir eine Reduzierung um 15% bis 30% durch die Verkürzung der Mitarbeiterschulungszeit.

Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines intelligenten modularen Endeffektor-Bauteil-Schutzes für die sichere und intuitive Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter. Das Schutzsystem soll aus einem Schutzkokon bestehen, welches am Endeffektor installiert wird und sowohl diesen als auch das Bauteil umschließt. So können Personen im direkten kooperativen Arbeitsbereich des Roboters vor Gefahren geschützt werden. Durch integrierte Sensorik sollen Menschen im Umfeld frühzeitig erkannt und automatisch Abstand gehalten werden. Mithilfe intelligenter Steuerungsstrategien sollen Roboterbewegungen sowohl spontan (ausweichen) als auch vorausschauend möglich werden, um Prozesse nicht unnötig zu unterbrechen. Interaktionsmodule sollen die nächste Bewegung des Roboters intuitiv anzeigen, so dass die Bewegung antizipiert werden kann und darüber hinaus auch als Schnittstelle für die Eingabe von Befehlen dienen. Somit kann erstmals auch der Mensch auf den Roboter intuitiv reagieren, was die Arbeitssicherheit erhöht und sicherheitsbedingte Unterbrechungen minimiert.

Das BiT-Data Projekt hat es sich zur Aufgabe gemacht, die Komplexität und Menge an Produktionsdaten effizient zu nutzen. Unser Ziel ist es, eine Plattform zu entwickeln, die Produktionsdaten sammelt und sie über standardisierte Kommunikationsprotokolle bereitstellt. Dies ermöglicht eine schnelle und transparente Datenverarbeitung, was zu einer verbesserten Betriebsführung und Entscheidungsfindung führt.

Ein wesentlicher Aspekt unserer Plattform ist die einfache Anwendung von KI-Algorithmen. Diese bieten die Möglichkeit, Kernmetriken der Produktionsanlage auf eine zugängliche Art und Weise zur Verfügung zu stellen. Dabei liegt unser Fokus darauf, diese Algorithmen so zu gestalten, dass sie von den Nutzern mit geringem Aufwand genutzt und angepasst werden können.

Unser Pilotanwendungsfall ist die Mensch-Roboter-Kollaboration in der Produktion von Bipolarplatten für Wasserstoffbrennstoffzellen. Hier steht uns BIBA, ein renommierter Forschungspartner, zur Seite. BIBA konzentriert sich auf die Entwicklung und Integration von KI-Algorithmen, die Bilddaten einer optischen Kamera nutzen, um Aussagen über die Qualität der Brennstoffzellen zu treffen.

Unser Ansatz ist dabei vielschichtig und beinhaltet die Erprobung unterschiedlicher Verfahren zur Qualitätskontrolle und Fehlererkennung. Die Ergebnisse unserer Forschungsarbeit fließen in einen Leitfaden ein, der die Nutzung dieser Algorithmen in der Produktion vereinfacht. Ein integraler Bestandteil des Leitfadens ist die Demonstration der Integration der KI-Algorithmen in ein grafisches Data-Pipeline-Tool. Dieser Praxisteil verdeutlicht die einfache Anwendung und das Potenzial der entwickelten Algorithmen.

Mit dem BiT-Data Projekt verfolgen wir das Ziel, Produktionsprozesse durch intelligenten Umgang mit Daten effizienter, genauer und produktiver zu gestalten. Wir sind überzeugt, dass die intelligente Nutzung und Verarbeitung von Daten eine Schlüsselkomponente für die zukünftige Wettbewerbsfähigkeit im produzierenden Gewerbe ist.

ASSURED’s vision is to introduce a ground-breaking policy-driven, formally verified, runtime assurance framework in the complex CPS domain. As the demand for increasingly autonomous CPSs grows, so does the need for certification mechanisms to ensure their safety. Current methods towards software and system validation requires exhaustive offline testing of every possible state scenario PRIOR to fielding the system. In this context, novel assurance services ensure that the control output of such controllers does not put the system or people interacting with it in danger, especially in safetycritical applications as the ones envisaged in the ASSURED Demonstrators. ASSURED leverages and enhances runtime property-based attestation and verification techniques to allow intelligent (unverified) controllers to perform within a predetermined envelope of acceptable behaviour, and a risk management approach to extend this to a larger SoS. ASSURED elaborates over the coordination of deployed TEE agents in horizontal scope, encompassing numerous technologies applicable to everything from edge devices to gateways in the cloud. Such technologies DICE for binding devices to firmware/software, trusted execution environments, formal modelling of protocols and software processes, software attestation, blockchain technology for distributed verification of transactions between system elements and controlflow attestation techniques for enhancing the operational correctness of such devices. In this frame, we consider the mutual verification of system components in distributed multi-operator environments. Our approach ensures a smooth transition and advancement beyond current strategies where security management services are considered in an isolated manner relying on traditional perimeter security and forensics in a “catch-and-patch” fashion without dwelling on the safety of the overall network as a whole, to holistic network security services capable of minimizing attack surfaces.

Motivation

Die Ergebnisse des Vorgängerprojekts Isabella brachten erste Verbesserungen der Fahrauftragsabwicklung hervor und zeigten Verbesserungspotenzial auf. Hierzu zählten die Integration der Verkehrsträger in das System sowie die Anwendung künstlicher Intelligenz zur Rechenzeiteinsparungen des Steuerungsalgorithmus. Diese sollten aufgegriffen werden, um die logistische Leistungsfähigkeit des Steuerungssystems weiter zu verbessern und es terminalweit auf alle Umschlagprozesse anwenden zu können. Da die Einführung der Lösungsansätze mit durchgreifenden Veränderungen der Arbeitssituationen für die Mitarbeiter:innen einhergeht, sollte zudem unter Einbindung operativer Mitarbeiter eine virtuelle Schulungsumgebung erstellt werden, die dem Fahrpersonal den Übergang in das neue System erleichtert und dessen Akzeptanz in der Belegschaft erhöht.

Vorgehen

Mittels ereignisdiskreter Simulation wurden die Prozessabläufe des Automobilterminals abgebildet und die Parametrisierung der dynamischen Prioritäten vorgenommen. An das Simulationsmodell war ein Steuerungsalgorithmus angebunden, der über ein zweistufiges Optimierungsverfahren zunächst die individuelle Zuweisung der Fahraufträge an Fahr- und Shuttlepersonal vornimmt und anschließend ein Shuttlerouting-Problem über ein Branch- and Bound-Verfahren löst. Durch Methoden der künstlichen Intelligenz wurde angestrebt, die Performanz des Steuerungsalgorithmus zu erhöhen. Hierzu wurde ein Graph Convolutional Neural Networks über Imitation Learning trainiert, die Vorgehensweise des Optimierers (Zuweisung von Fahraufträgen zu Fahrern und Shuttles) zu imitieren. Zusätzlich wurde für die Umsetzung des Steuerungssystems ein Konzept für den Datenempfang in Schiffen entworfen und prototypisch evaluiert. Dieses basiert auf einem Router-Satelliten-System und erstellt ein Mesh-WLAN.

Ergebnisse

In der ereignisdiskreten Simulation wurden die Verkehrsträger und die dynamischen Prioritäten erfolgreich eingebunden und es wurde gezeigt, dass die Abläufe auf dem Terminal zuverlässig so gesteuert werden, dass die zeitkritischen Prozesse der Verkehrsträgerbe- und –entladungen in den vorgegebenen Liege-/Standzeiten absolviert werden können. Für die Performanzsteigerung des Steuerungsalgorithmus konnte eine vorläufige Version des Neuronalen Netzes erstellt und validiert werden. Für eine finale Anwendung steht noch eine höhere Anzahl von generierten Testdaten aus Simulationen aus, um die Lösungsgüte zu verbessern. Das Konzept für den Datenempfang auf dem Schiff wurde prototypisch erfolgreich validiert und wies eine gute Reaktionszeit, Übertragungsgeschwindigkeit und Reichweite im gesamten Schiffsrumpf auf. Für die virtuelle Schulungsumgebung wurden mehrere Szenarien (u.a. zu Flächen- und Prozesskenntnis) entwickelt. Die positiven Ergebnisse aus den Simulations- und Laborstudien konnten im Rahmen mehrerer Testläufe, die unter Einbindung operativer Mitarbeiter:innen und unter arbeitspsychologischer Begleitung auf verschiedenen Automobilterminals der BLG stattfanden, bestätigt werden.

In diesem Forschungsprojekt wurde ein unbemanntes Luftfahrtsystem (englisch: unmanned aerial system, UAS) zur automatischen Bestandserfassung und Qualitätsprüfung von Paletteninhalten in Indoor-Blocklagern entwickelt. Durch die Nutzung einer heliumbasierten Leichter-als-Luft (LaL) Drohne und intelligenter Sensorik kann die Drohne kollisionsfrei navigieren und muss nicht von Menschen oder anderen automatisierten Systemen abgegrenzt werden. Latenzkritische Berechnungen bspw. zur Kollisionsvermeidung können durch die Nutzung spezieller KI-Hardware direkt an der Drohne ausgeführt werden. Aufwändige Berechnungen zur Paketerkennung und –identifikation (QR-Codes) werden auf einen mobilen Server ausgelagert, der direkt im Indoor-Bereich positioniert wird und über ein eigenes drahtloses Kommunikationssystem verfügt. Für die Steuerung und Visualisierung des Systems wurde eine eigene 3D-Umgebung entwickelt.

Das Projekt „QualifyAR“ hatte zum Ziel, die Ausbildung von Auszubildenden im Flugzeugbau zu unterstützen wo höchste Anforderungen an die Ausbildung gestellt werden. Entsprechend wurde der Einsatz digitaler und individueller Lernumgebungen verfolgt, welches den Lernerfolg verbessern und den späteren Einsatz von digitalen Assistenzsystemen im produktiven Prozess vorzubereiten soll. In Zusammenarbeit mit Radisumedia GmbH wurde dafür eine AR-basierten Lernumgebung mit kontextsensitiver Informationsbereitstellung und automatisierter Lernerfolgs- bzw. Qualitätsprüfung entwickelt. Mittels eines AR-Frameworks und vordefinierter Prozessdatenbanken können Lehrende selbstständig Lehraufgaben digital abbilden.

Im Rahmen des Forschungsprojekts PassForM soll eine modular rekonfigurierbare Montagestation entwickelt werden. Dadurch können manuelle und hybride Montageplätze flexibler gestaltet und schrittweise automatisiert werden, was die Skalierbarkeit, Wiederverwendbarkeit und Reaktionsfähigkeit auf Marktentwicklungen verbessert. Es wird ein bidirektionaler Informations- und Steuerbefehlsaustausch zwischen den Modulen integriert und eine einfache Einbindung der modularen Montagestationen in bestehende Montageorganisationen gewährt. Dies wird an einem Materialbereitstellungsmodul, einem Fördermodul und einem Robotermodul demonstriert. Ziel ist die Vereinigung gegenläufiger Anforderungen von Produktivität und Flexibilität im Montagebereich mittlerer Stückzahlen. Das Projekt schließt so die Lücke zwischen manuellen und hochautomatisierten Vorgängen. Die Leistungsfähigkeit des modularen, hybriden Montagesystems wird anhand von Anwendungsszenarien in varianten Baugruppenmontagen evaluiert.

Die Produktion von Backwaren stellt zur Erreichung einer gleichbleibenden Endproduktqualität große Anforderungen an die Prozesssteuerung, da die Hauptbestandteile der Produkte Naturprodukte sind. Die Eigenschaften der Naturprodukte hängen stark von den Parametern während des Wachstums und der Ernte der Rohwaren sowie ihrer Vorprozesse ab. Die Produktion von Backwaren umfasst die produktspezifische Zusammenführung von Zutaten und das maschinelle Herstellen eines Teigs, der zumeist geknetet wird. Dabei kommt es häufig zu Minderqualitäten aufgrund fehlerhafter Experteneinschätzung hinsichtlich Rohwarenqualitäten und gewählten Prozessparametern. Ein besonderes Problem sind dabei die Übergänge bzw. Übergaben zwischen den Prozessschritten der Teigbereitung, Aufarbeitung, Gärphase, Vorbackphase, Zwischenlagerung und Nachbackphase. Das Ziel des Projektes liegt in einer Steigerung der Produktqualität von Backwaren. Dies soll durch die Entwicklung einer rohwarenspezifischen und prozessübergreifenden Produktionssteuerung gelingen, die mittels künstlicher Intelligenz zu einer verbesserten Koordination der Produktionsprozesse unter Beachtung der spezifischen Parameter der Halbfertigwaren führt. Die bessere Koordination der Produktionsprozesse erlaubt die Reduzierung der Ausschüsse (Ressourcenschonung und Rückverfolgbarkeit) sowie die Planung/Berechnung von erzielbaren Produktqualitäten auf Basis von Qualitäts-Rohwaren-Modellen zur Erhöhung der spezifischen Prozessqualität.

In diesem Forschungsprojekt wurde ein kosteneffektives und leicht integrierbares Indoor-Positionierungssystem für Industrieumgebungen entwickelt. Hierfür wurden zwei Verfahren kombiniert: präzise Wifi-basierte Lokalisierung mittels Round-Trip Time (RTT) und energieeffiziente aber unpräzise Lokalisierung per Buetooth-Low-Energy (BLE) Signalstärke. Die zu verfolgenden Objekte werden mit kleinen und kostengünstigen BLE-Tags versehen. Die Lokalisierung der Tags erfolgt mittels einer Smartphone-App, die die aktuelle Position des Smartphones per RTT ermittelt. Die App erkennt in der Nähe befindliche BLE-Tags anhand ihrer Signalstärke und kann sie mittels der bekannten eigenen Position verorten. Durch die Verwendung von Mikrokontrollern aus dem Massenmarkt und eigenen Hardwarelayouts konnten die Kosten des Systems drastisch gesenkt werden

Das Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Bremen bietet u. a. kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) in der Region Bremen und umzu Unterstützung bei der Steigerung ihrer Digitalisierungskompetenzen. Insbesondere Fach- und Führungskräften in den Innovationsclustern Maritime Wirtschaft und Logistik, Windenergie, Luft- und Raumfahrt, Automobilwirtschaft sowie Nahrungs- und Genussmittelwirtschaft sollen für die Digitalisierung sensibilisiert werden.

Das Kompetenzzentrum hält für Interessierte eine Reihe kostenfreier Unterstützungsangebote bereit, die je nach Bedarf in Anspruch genommen werden können. Dabei wird der gesamte Innovationsprozess abgedeckt. Er beginnt mit Informationen über Potenziale der Digitalisierung für Unternehmen. Weiter geht es mit der Chance, entsprechende Anwendungen in der Praxis zu erleben. Parallel erhalten Unternehmen die Möglichkeit, sich und ihre Mitarbeiter für die digitale Welt durch Qualifizierungen fit zu machen. Auf Wunsch begleitet das Zentrum Unternehmen auch bei der Umsetzung ihres Projekts, um den Erfolg sicherzustellen.

Vereisungen an Rotorblättern von Windenergieanlagen führen jedes Jahr zu Ausfällen und somit zu erheblichen finanziellen Verlusten. Das Projekt "EisAuge" hat die Entwicklung eines Kamera-basierten Eiserkennungssystems zum Ziel, um diese Ausfallzeiten zu reduzieren. Die aufgenommenen Farb- und Infrarot-Bilder werden durch moderne Methoden der künstlichen Intelligenz (KI) analysiert und auf diese Weise der aktuelle Vereisungszustand auf den Rotorblättern der Anlage ermittelt. Die aufgenommenen Bilder und die Modellausgaben werden anschließend in einer Cloud-Lösung abgelegt.

Das BIBA entwickelt in diesem Projekt das Kamerasystem. Das Ziel hierbei ist ein Kamerasystem, welches sowohl tags- als auch nachtsüber scharfe, detailreiche Bilder aufnehmen kann. Zudem unterstützt das BIBA im Projekt die Entwicklung der KI-Algorithmen. Hierzu werden moderne Methoden der Bildverarbeitung, beispielsweise Convolutional Neural Networks (CNNs), verwendet. Hierbei steht insbesondere die Übertragbarkeit der Modelle auf neue Windenergieanlagen im Fokus.

Trotz der zunehmenden Automatisierung und Digitalisierung industrieller Prozesse sind manuelle Tätigkeiten für Unternehmen nach wie vor unverzichtbar, da viele Aufgaben aus technischen oder finanziellen Gründen nicht vollständig automatisiert werden können. Ergonomische Verletzungen sind heute eine der häufigsten Kategorien von Verletzungen am Arbeitsplatz. Schätzungen zufolge sind mehr als 30 % der Unfälle, die zu Fehltagen führen, auf ergonomisch bedingte Verletzungen zurückzuführen. Um die körperliche Beanspruchung der Mitarbeitenden zu verringern, können Exoskelette eingesetzt werden, die bei unergonomischen Bewegungen unterstützen. Die Auswahl des für eine Tätigkeit passenden Exoskeletts erfordert jedoch Fachwissen in Arbeitsplanung und –medizin, das besonders in kleinen und mittleren Unternehmen nicht immer vorhanden ist.

Damit schnell und kostengünstig eine erste Auswahl eines passenden Exoskeletts gefunden werden kann, wird eine mobile Anwendung entwickelt mit deren Hilfe die ausgeführten Arbeitsschritte per Videoanalyse mit KI-Methoden ausgewertet werden können und besondere Beanspruchungen beschrieben werden. Folgend kann auf Grundlage der aufgezeigten Beanspruchungen ein passendes Exoskelett für die Tätigkeit vorgeschlagen werden.

Die Anwendung wird in Bezug auf Nutzungsfreundlichkeit und ausgegebene Resultate in Laborversuchen evaluiert und mit derzeit genutzten Checklisten-basierten Verfahren verglichen.

DIH4CPS unterstützt europäische Unternehmen bei der Überwindung von Innovationshemmnissen etabliert Europa als führenden Innovator im Bereich der vierten industriellen Revolution. DIH4CPS schafft dafür ein umfassendes, interdisziplinäres Netzwerk zwischen Digital Innovation Hubs (DIHs) und Technologie- und Lösungsanbietern im Bereich der cyber-physischen und eingebetteten Systeme. Das Projekt verknüpft dadurch verschiedene Wissensbereiche und Technologien miteinander und hebt regionale Netzwerk auf eine europäische Ebene. Kleine und mittelständische Unternehmen können ihre Produkte im Rahmen offener Ausschreibungen weiterentwickeln und die Kompetenzen und Services der DIH4CPS-Gemeinde nutzen.

The vision of RAINBOW is to design and develop an open and trusted fog computing platform that facilitates the deployment and management of scalable, heterogeneous and secure IoT services and cross-cloud applications (i.e, microservices). RAINBOW falls within the bigger vision of delivering a platform enabling users to remotely control the infrastructure that is running, potentially, on hundreds of edge devices (e.g., wearables), thousands of fog nodes in a factory building or flying in the sky (e.g., drones), and millions of vehicles travelling in a certain area or across Europe. RAINBOW aspires to enable fog computing to reach its true potential by providing the deployment, orchestration, network fabric and data management for scalable and secure edge applications, addressing the need to timely process the ever-increasing amount of data continuously gathered from heterogeneous IoT devices and appliances. Our solution will provide significant benefits for popular cloud platforms, fog middleware, and distributed data management engines, and will extend the open-source ecosystem by pushing intelligence to the network edge while also ensuring security and privacy primitives across the device-fog-cloud-application stack. To evaluate its wide applicability, RAINBOW will be demonstrated in various real-world and demanding scenarios, such as automated manufacturing (Industry 4.0), connected vehicles and critical infrastructure surveillance with drones. These application areas are safety-critical and demanding; requiring guaranteed extra-functional properties, including real-time responsiveness, availability, data freshness, efficient data protection and management, energy-efficiency and industry-specific security standards.

Das AKAMAI-Team entwickelt eine neuartige Lösung für ein automatisiertes Lager- und Bereitstellungssystem (ASRS), das nicht standardisierte Lasten in kompakten Lagern effizient verwaltet. Dieses EIT-Projekt konzentriert sich auf ein innovatives System der vertikalen Verschiebung (spezifischer Aufzug) in Kombination mit proprietären autonomen mobilen Robotern (AMR), um eine höhere Dichte als bei bestehenden industriellen Lösungen zu erreichen.

Die Produktionsanlagen in Europa sind größtenteils voll automatisiert und die Paletten werden von der Produktion bis zu den Docks nur noch minimal berührt, aber der letzte Schritt, d. h. die Beladung, erfolgt jedoch nach wie vor vollständig manuell, und es besteht keine Flexibilität bei der Entscheidung, wie diese Aufgabe ausgeführt werden soll (automatisch oder manuell). Dies macht sie zu einem schwachen Glied in der Versorgungskette, das anfällig für Unterbrechungen ist (vor allem in der COVID-Pandemiesituation), da es vollständig von der Anwesenheit von Menschen abhängig ist, um eine arbeitsintensive und wenig ergonomische Aufgabe auszuführen. Eine echte Stabilität der Lieferkette kann daher erst erreicht werden, wenn eine Lösung entwickelt wird, die palettierte Waren automatisch auf (nicht modifizierte) europäische Straßentrailer zu laden.

Der Hauptgrund, warum diese Aufgabe immer noch manuell durchgeführt wird, ist der nicht standardisierte Anhängerpark in Europa und das Fehlen einer automatischen Lösung für Planenauflieger. In Anbetracht der Tatsache, dass mindestens 80 % der auf der Straße befindlichen Anhänger aus Planenanhängern bestehen, bietet sich eine große Chance für eine Lösung mit hoher Skalierbarkeit.

Die derzeit vorhandenen Lösungen für die automatische Beladung von Paletten funktionieren jedoch nur für die Beladung von Lkw mit starren Wänden. Bei der Beladung von Planenaufliegern hingegen scheitern solche Systeme an den unterschiedlichen Gegebenheiten von Planenaufliegern und weniger definierten Wänden.

Dies führt dazu, dass diese Systeme gegen Hindernisse wie z. B. Trägerbalken prallen, wodurch die Ladung beschädigt wird oder es zu Notstopps kommt. Daher zielt das Projekt darauf ab eine bestehende automatische Ladelösung (Nalon) der Firma Duro Felguera in die Lage zu versetzen, die mit der automatischen Beladung von Planenaufliegern von der Rückseite her verbundenen Herausforderungen zu bewältigen.

Das Ziel des Forschungsprojektes ist Menschen mit Lern, Körper- und/oder psychischen Beeinträchtigungen bei der selbstständigen Durchführung von Arbeitsaufgaben durch ein Assistenzsystem mit einem mobilen Endgerät zu unterstützen. Dazu wird eine Anwendung entwickelt, die Informationen und Anleitungen zu einzelnen Arbeitsschritten barrierefrei anbietet.

Das Assistenzsystem wird durch ein Aufgabenportal ergänzt, das Unternehmen befähigt eigene Aufgaben in einer Datenbank anzulegen, diese in Arbeitsschritte zu unterteilen und mit Medieninhalten zu verknüpfen.

The majority of today's organizations still heavily rely upon time-based preventive maintenance techniques. Such well established practices can be enhanced by today's ICT technologies, enabling real-time and continuous monitoring of production assets', towards identifying and preventing anomalies and failures proactively. As this may lead to money savings, predictive maintenance solutions are increasingly introduced in the industrial world. However, the prevailing skillsets of its workforce, even one of a new generation, lacks the required understanding over those soluƟons that will allow them to understand and benefit from them. Hence, Skills4PdM aims to expose interesting parties, including employees, students, professors and long-life learners, to the key enabling technologies of condition monitoring and predictive maintenance, for them to better understand the options, the technologies needed, and how to measure the effectiveness of their decisions with respect to predictive analytics. In addition to exposing key identified audiences to the principles and methods for enabling predictive maintenance policies in an organization along with the necessary education material, target groups will learn about real-world applications stemming from two concluded H2020 projects, SERENA and UPTIME, and EIT-M project RAMEN which will serve as basis for other successful maintenance applications.

The project aims to design end-to-end courses, composed of several nuggets regarding predictive maintenance in Industry 4.0, including video tutorials for theoretical presentation of the topic, hands-on exercises and testing in testbed. Skills4PdM will provide a set of educational material targeting different audiences and skillsets, enriched with the results and knowledge of past H2020 projects and applications, targeting the knowledge transfer across both the academic and industrial world via the EIT-M supporting tools as well as via PdM Teaching & Learning Factories projects.

UPMASS aims to provide a unified solution, bridging predictive maintenance to production planning and scheduling. To this end, the outcomes of the H2020 projects UPTIME and SERENA will be used as a basis to bring to the market an integrated IIoT solution covering a complete pipeline from sensor data acquisition, data analysis, and asset condition monitoring, enabling predictive maintenance strategies.

The BIBA’s task is to mature UPTIME components 1) UPTIME_SENSE and 2) UPTIME_DETECT&_PREDICT, which will be used as a local hub for IoT data acquisition and streaming predictive analytics respectively. Data exploration and Predictive maintenance expert.

Der intensive globale Wettbewerb, kürzer werdende Produktlebenszyklen und eine zunehmende Variantenvielfalt erfordern flexible und wandlungsfähige, aber zugleich wirtschaftliche Produktions- und Logistiksysteme. Der zeitintensive Planungsprozess soll durch ein Assistenzsystem verkürzt und erleichtert werden, umso schneller und kosteneffizienter in der Planung zu werden. Im Projekt „INSERT“ wurde ein Prototyp eines KI-basierten Assistenzsystems zur Konzepterstellung für die Logistik- und Produktionsplanung entwickelt. Dieses Assistenzsystems begleitet die Planer*innen durch die Konzepterstellung und Kostenkalkulation, unterstützt durch Vorschläge in der Prozessplanung und ermöglicht die Generierung eines Simulationsmodells der Produktions- und Logistikprozesse.

Im Zuge von Industrie 4.0 hat das Konzept der dezentralen Steuerung in Produktion und Logistik zunehmend an Bedeutung gewonnen. Die bisherigen Forschungsaktivitäten in diesem Bereich fokussierten überwiegend auf die Entwicklung neuartiger Steuerungsalgorithmen zur Entscheidungsfindung sowie der zur Umsetzung dieser Algorithmen erforderlichen Informations- und Kommunikationstechnologien. Daneben konnte ein weiterer Faktor für den erfolgreichen Einsatz dezentraler Steuerung ausgemacht werden: Die Topologie eines Materialflusssystems. Gleichwohl wurde die Topologie in diesem Zusammenhang bislang nicht ausreichend berücksichtigt.

Ziel des Projekts war es daher, den Einfluss der Topologie eines Materialflussnetzwerks auf die logistische Zielerreichung zu quantifizieren und zu untersuchen inwieweit Steuerungsalgorithmen je nach vorhandener Topologie des Netzwerks angepasst oder konfiguriert werden müssen.

Die Lernfabrik vermittelt Studierenden auf Grundlage des

didaktischen Konzeptes des forschenden und handlungsorientierten Lernens die Entwicklung energieautarker Produktionssysteme. Die Lernfabrik adressiert sowohl Lernziele der Produktionsplanung und -steuerung als auch der erneuerbaren Energieerzeugung, -speicherung und -nutzung. Studierende fertigen dabei reale Produkte, die in gesellschaftlichen und/ oder industriellen Anwendungen eingesetzt werden.

ViProQAS adressiert eine Systemlösung, welche die operative Durchführung von Qualitätsprüfprozessen mittels visueller Unterstützung ermöglicht. Hierzu wird im Projekt der Weg der Visualisierung dahingehend neu gedacht, dass die Darstellung durch Projektionen auf 2D und 3D Objekten erfolgen soll. App-basierte Ansätze mit Video- und AR auf mobilen Endgeräten (Brillen oder Tablets), sowie Ansätze auf Basis von Virtual-Reality (VR) werden bewusst nicht verfolgt, da im Rahmen des Vorhabens nicht nur eine Visualisierung, sondern auch eine Erfassung und Kontrolle der Tätigkeiten angestrebt wird. Dies ist mit der aktuell am Markt befindlichen Hardware nicht in ausreichenden Maße möglich. In dem Vorhaben wird ein Framework entwickelt, welches aus den Auditvorgaben die Informationen für das Assistenzsystem ableitet und nachfolgen die erfassten Daten an die entsprechenden Systeme weiterleitet. Neuartig dabei ist sowohl die Ausrichtung auf den Bereich der Qualitätsprozesse und die Verbindung von Visualisierung und Erfassung als auch die die Kontrolle und Dokumentation der Prozesse.

Im Projekt Astradis wurde ein Tool zur Planungsunterstützung von Fahrerlosen Transportsystemen (FTS) entwickelt. In einem assistierten Prozess werden die Anwender dabei zunächst durch die Anforderungsaufnahme geführt. Zusätzlich wurde ein herstellerunabhängiger Katalog von am Markt befindlichen FTF aufgebaut, der mit den ermittelten Anforderungen automatisch abgeglichen werden kann um dem Anwender passende Lösungen vorzuschlagen. Über einen integrieten Layouteditor kann ohne große Vorkenntnisse das zukünftige Einsatzlayout festgelegt werden und über eine Exportfunktion daraus die Konfiguration für eine Simulation in Plant Simulation erstellt werden.

Die Sicherstellung der technischen Verfügbarkeit von Maschinen und Anlagen ist Aufgabe der Instandhaltung und ein wesentlicher Faktor für den effizienten Betrieb von Produktionssystemen. Mit der fortschreitenden Digitalisierung gewinnen präventiv zustandsbasierte Instandhaltungsstrategien an Bedeutung. Diese verfolgen das Ziel, Daten, die den aktuellen Zustand einer Maschine beschreiben, zur Prognose von Störungen zu nutzen, um diese durch rechtzeitige Maßnahmen zu verhindern. Dabei besteht das Problem, dass die Modellerstellung mit einem hohen Experten- und Rechenaufwand verbunden ist. Zudem sind die Modelle nicht zuverlässig von einem auf einen anderen Anwendungsfall übertragbar.

Im Projekt AutoCBM wurde daher eine Software entwickelt, die bei der Erstellung und Evaluation von Prognosemodellen unterstützt. Kern der Software ist ein maschinelles Lernverfahren, das die am besten geeignete Modellklasse empfiehlt. Durch die Automatisierung des Auswahlprozesses kann somit Aufwand reduziert, weiteres Personal zur Modellerstellung befähigt und eine schnellere Skalierung zustandsbasierter Instandhaltungsstrategien ermöglicht werden.

Um die Bürgerbeteiligung bei Trassenplanungen zu unterstützen, wurde in dem Projekt RailAR ein Outdoor AR-Assystenzsystem entwickelt. Dieses umfasst eine Outdoor-Darstellung die 3D Planungsstände mittels eines AR-Geräts direkt in die Landschaft projiziert. Zur Umsetzung wurden automatisch erzeugte 3D-Daten aus der Trassenplanungssoftware Korfin© über eine 3D-Engine eingebunden und auf den jeweiligen Darstellungszweck angepasst. Hinsichtlich der Auralisation wurde an einer visuellen Darstellung geforscht und in die Visualisierung integriert.

Die Verwendung von 3D-Druckern hat sich in den letzten Jahren als ein anerkanntes Fertigungsverfahren etabliert. Neben dem Rapid Prototyping sind auch die wirtschaftliche Produktion von Kleinstserien bis zur Stückzahl 1 und die räumliche Entkopplung von Entwicklung und Produktion/Vertrieb entscheidende Vorteile dieses Verfahrens. Neben einer Vielzahl von unterschiedlichsten Produktarten bietet der 3D-Druck auch die Möglichkeit, hochindividualisierte Schuhe in einem Stück zu drucken. Durch die Schaffung von Druckerfarmen, welche nur einen geringen Platzbedarf und Installationsaufwand benötigen, können fast überall dezentrale Produktions-/ Vertriebsstätten geschaffen werden. Damit diese optimal arbeiten können, gilt es weitestgehend automatisierte Qualitätsregelkreise zu entwickeln, die die bedienenden Personen in der Erkennung und Vermeidung von Fehldrucken unterstützen.

Innovationszyklen werden auf Produkt- und Prozessebene zunehmend kürzer, womit die schnelle Integration in die Montage für Unternehmen ein kritischer Erfolgsfaktor ist. Das Forschungsprojekt EKIMuPP zielt darauf ab, mittels der Integration von digitalen und KI-basierten Systemen gezielt das Innovationsniveau zu steigern. Das Projekt widmet sich der Entwicklung eines innovationsorientierten Montagesystems, welches die Interaktion von Mitarbeiterinnen entlang der gesamten Prozesskette durch digitale Interaktionsmöglichkeiten steigert und optimiert. Zudem wird die kontextbasierte Einarbeitung und Unterstützung der operativen Mitarbeiterinnen durch ein Assistenzsystem ermöglicht. Zur Beherrschung der Komplexität wird außerdem ein KI-basiertes Variantenmanagement entwickelt. Das Gesamtsystem wird modular entwickelt und dessen Nutzen in der Praxis demonstriert und evaluiert. Hierzu werden typische Produkte für die manuelle Montage ausgewählt und das Gesamtsystem im Unternehmenskontext evaluiert. Zusätzlich werden die Funktionalitäten des Gesamtsystems durch den Praxistest mit weiteren Produktvarianten evaluiert und so dessen produktunabhängige Einsetzbarkeit nachzuweisen.

Mit der fortschreitenden Digitalisierung in der Industrie nimmt der Einsatz komplexer Robotersysteme in Produktion und Logistik zu. Konfigurations- und Steuerungstätigkeiten entsprechender Systeme erfordern daher zunehmend aufwendige Schulungsmaßnahmen, bzw. hochqualifizierte IT-Experten. Demgegenüber steht jedoch ein steigender Fachkräftemangel im IT-Bereich. Um dieser Herausforderung entgegenzuwirken wurde im Forschungsprojekt KoMILo ein neuartiges Software-Framework mit einer intuitiven Benutzerschnittstelle entwickelt, das die Programmierung und Interaktion mit technischen Systemen durch Verwendung eines visuellen, blockbasierten Programmieransatzes zusammen mit digitalen Zwillingen der Systeme vereinheitlicht. Somit werden auch Nicht-Experten befähigt, Prozessabläufe für mehrere, unterschiedliche technische Systeme zu erstellen und deren Ausführung zu überwachen

Echte Laborinfrastrukturen sind personal- und kostenintensiv und stehen in der Regel nur der jeweiligen Forschungseinrichtung zur Verfügung. Rein virtuelle Labors bieten dagegen Vorteile in Bezug auf Sicherheit, Skalierbarkeit, Fernzugriff und Kosteneffizienz. Simulationen und rein virtuelle Umgebungen können jedoch den Erfolg realer Laborumgebungen nicht ersetzen, da diese anderes Wissen erfordern und fördern.

Im Forschungsprojekt Open Digital Lab for You (kurz DigiLab4U) werden reale Labore digitalisiert, mit virtuellen Komponenten verknüpft und die Synergien zwischen den beiden Ansätzen untersucht. Augmented Reality kann helfen, die Lücke zwischen der "virtuellen" und der "realen" Erfahrung zu schließen. Methoden der Ingenieurausbildung und des Serious Gaming werden mit Hilfe von Lernanalysen, Mixed/Augmented Reality und Open Badges zu einem einzigartigen ganzheitlichen Ansatz in einer hybriden Lern- und Forschungsumgebung kombiniert.

DigiLab4U bietet ortsunabhängigen Zugang zu einer digitalisierten und vernetzten Lern- und Forschungsumgebung. Mehrbenutzerszenarien sowie individuelles, selbstgesteuertes Lernen werden unterstützt. So können beispielsweise Studierende der HFT Stuttgart auf Labore des BIBA und der Universität Parma zugreifen. Der Erfahrungsaustausch in Forschung und Lehre wird über die Grenzen der einzelnen Institute hinaus gefördert. Wie der lange Titel Open Digital Lab for Yousuggests ist die Aufnahme weiterer Labore geplant. Der Forschungsbedarf an diesem zukunftsweisenden Ansatz ist aus technischer, didaktischer und organisatorischer Sicht groß.

Fahrerlose Transportfahrzeuge und autonome mobile Roboter sind in Post- und E-Commerce-Sortieranwendungen weit verbreitet. Sie steigern die Flexibilität und Skalierbarkeit von Logistikzentren. Es gibt zwei Hauptlösungen auf dem Markt: kollaborative Sortierroboter, die mit Menschen in derselben Umgebung arbeiten, jedoch langsamer und sicherer agieren, und nicht-kollaborative Systeme, die ohne menschliche Interaktion arbeiten, aber in einem Käfig eingeschränkt sind.

Im Projekt MARS (Mobile Autonomous Robot for Safe sorting) wurde ein intelligentes System entwickelt, das den Übergang zwischen diesen beiden Ansätzen ermöglicht. Es verwendet ein zweikanaliges Lokalisierungssystem, das jedes Fahrzeug sicher positioniert und in den entsprechenden Betriebsmodus versetzt. Dieses System basiert auf einer optischen Lokalisierung durch Matrixcodes auf dem Boden und RFID-Technologie für Checkpoints und Bereichswechsel.

Die Lösung ermöglicht eine flexible Kombination von kollaborativen und leistungsstarken Arbeitsbereichen. Die Fahrzeuge passen ihr Verhalten intelligent anhand ihrer Position an. In kollaborativen Bereichen umgehen sie Menschen und Hindernisse, während sie in abgezäunten Bereichen ihre Geschwindigkeit erhöhen, um die Leistung zu maximieren. Das MARS-System kann bestehende Anlagen erweitern oder flexible Sortiersysteme neu konzipieren.

Im Projekt wurde ein Meta-Lernsystem entwickelt, das automatisiert geeignete

Prognosemethoden für die präventiv zustandsbasierte Instandhaltung in Produktionssystemen auswählt. Die Evaluation erfolgte über die Prognosegüte und logistische Kennzahlen, die die Auswirkungen der abgeleiteten Instandhaltungsmaßnahmen auf die Leistung des Produktionssystems beschreiben. Dazu wurde das Meta-Lernsystem mit einem Produktionssystem gekoppelt, das im Projekt durch ein ereignisdiskretes Simulationsmodell abgebildet wurde. Die auf den Prognosen aufbauende integrierte Produktions- und Instandhaltungsplanung erfolgte über Prioritätsregeln, die durch simulationsbasierte Optimierung konstruiert wurden. Das Projekt wurde in Kooperation mit Professor Dr.-Ing. Enzo Morosini Frazzon (UFSC, Brasilien) und Professor Dr.-Ing. Carlos Eduardo Pereira (UFRGS, Brasilien) durchgeführt. Finanzielle Unterstützung erfolgte durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) und durch die brasilianische Koordinationsstelle für die Verbesserung des Hochschulpersonals (CAPES).

Im Rahmen dieses Forschungsprojekts wurde ein eKanban-System entwickelt, welches die Vorteile von modernen, intelligenten Industrie 4.0-Lösungen umsetzt und zugleich für Unternehmen in der Integration und im laufenden Betrieb wirtschaftlich bleibt. Hierzu gehören kostengünstige, autonome Sensormodule, welche einfach zu installieren sind und einen geringen Stromverbrauch vorweisen, um eine vollständige Bestandsüberwachung zu ermöglichen. Das eKanban-System selbst wird über eine Cloud mit maschinellen Lernverfahren verknüpft, die kontinuierlich das Materialnachfrageverhalten zu lernen und so stetig im Betrieb die Materialbereitstellung hinsichtlich der Wiederbeschaffungszeit optimieren. Auf diese Weise konnten in einem Beispielszenario, welches mittels einer detaillierten Materialflusssimulation validiert wurde, eine Reduktion der Lagerbestände um bis zu 30% erzielt werden.

Innovative Interaktionsmöglichkeiten am Point of Sale (POS)

Das Ziel des Projektvorhabens war die Entwicklung eines mobilen Dokumentations- und Inspektionssystems zur Applikation und Bewertung von Dichtstoffen mit pseudometrischen Freiformflächen. Konkret wurde das System zur Applikation und Qualitätsprüfung von Weichdichtungen im Luftfahrtbereich entwickelt. Durch den Einsatz von Deep Learning-Algorithmen wurde ein „universelles“ Inspektionssystem für Weichdichtungen entwickelt, welches eine hohe Zuverlässigkeit unter verschiedenen Umgebungsbedingungen bietet. Das System wurde mobil ausgestaltet, um in direkter Mensch-Technik-Interaktion am Werkzeug installiert und echtzeitbasiert betrieben zu werden. Die mit dem Applikator erzeugten Daten werden drahtlos an einen Server gesendet, welcher die Datenauswertung vornimmt. Hierbei wurden aktuelle Forschungsergebnisse genutzt, wodurch eine durchschnittliche Genauigkeit aller Modelle nach einer 5-fach Kreuzvalidierung mit 94% erreicht werden konnte.

Das Cross-KIC Human Capital Projekt zielt auf den Aufbau von Infrastrukturen ab, die die verschiedenen Wissens- und Innovationscommunities (KICs) verbinden, mit einem Schwerpunkt auf Humankapital und Training, Learning Analytics und innovative Bildungsansätze. Die KIC arbeiten zusammen, um einen gemeinsamen Innovationsprozess aufzubauen, der aus drei Schritten besteht: (i) Der kontinuierliche Verwendung von Innovationspraktiken, (ii) der Förderung von Innovationsinitiativen und (iii) Ausbildung und Coaching von Lehrenden in Europa. Innerhalb des XKIC Human Capital Project wird das EIT Manufacturing Teilprojekt "RedVile (innovatives Virtual Learning)" von INESC TEC, BIBA und der TU Delft durchgeführt. Die drei Partner entwickeln einen Mixed-Reality-Demonstrator für das Schweißtraining, um eine Matrix zu generieren, in der Lerninhalte und Werkzeuge kategorisiert werden können und abgeleitet werden kann, an welcher Stelle des Realitäts-Virtualitäts-Kontinuums eine Lernanwendung anzusiedeln ist, um ihren Zweck zu erfüllen.

Motivation

Die Planung und Steuerung von Produktionsabläufen hat maßgeblichen Einfluss auf die Leistung einer Werkstattfertigung. Werkstattfertigungen unterliegen dynamischen Einflüssen (z. B. Störungen durch Maschinenausfälle oder Eilaufträge), die bei der Planung und Steuerung berücksichtigt werden müssen. Gängige Methoden sind daher meist in Module zur Berechnung von Plänen und Module für die operative Steuerung unterteilt. Eine Optimierung findet dabei meist nur auf der groben Planungsebene statt, während die Feinplanung auf Grundlage einfacher, statischer Regeln durchgeführt wird. Dies ermöglicht zwar die Erzeugung von Ablaufplänen in kurzer Rechenzeit, jedoch werden in der Regel keine optimalen Abläufe basierend auf dem aktuellen Zustand des Produktionssystems erzeugt.

Ergebnisse

In der ersten Phase des brasilianisch-deutschen Kooperationsprojekts wurde ein simulationsbasiertes Optimierungsverfahren zur Steuerung dynamischer Werkstattfertigungen entwickelt. Im Projekt wurde der klassische Ansatz simulationsbasierter Optimierung so erweitert, dass auch die Dynamik einer Werkstattfertigung berücksichtigt wird und die Optimierung von Planungsentscheidungen und Steuerungsregeln stets auf Grundlage des aktuellen Systemzustands erfolgt. Das entwickelte Verfahren wurde anhand der Werkstattfertigung eines brasilianischen Herstellers mechanischer Bauteile evaluiert.

Um den aktuellen Zustand eines Produktionssystems detaillierter abbilden zu können, wurde in der zweiten Projektphase eine Methode zur integrierten Steuerung von Bestands-, Produktions- und Instandhaltungsprozessen entwickelt. Dadurch können zusätzlich zur bestehenden Methode Instandhaltungsaufträge für die Maschinen eingeplant werden und die Lagerbestände in der Planung berücksichtigt werden.

Vorgehen

Zunächst wurden auf deutscher und brasilianischer Seite parallel Methoden für die Planung von Instandhaltungs- sowie Lageraufträgen entwickelt, welche stets aktuelle Systemdaten verwenden. Anschließend wurden beide Ansätze zu einer Planungsmethode integriert, die in einem realen Szenario mit Daten eines Industriepartners sowie Szenarien aus der Literatur evaluiert wurde.

Wettbewerbsvorteile können nicht nur für Produkte mit reduzierten Kosten sowie verkürzten Design- und Produktionszyklen erzielt werden, sondern auch durch das Erschließenneuer Geschäftsmodelle, wie der Weiterentwicklung klassischer Produkte zu Produktservice-Systemen. Das vom Norwegischen Forschungsrat geförderte Projekt "Robust Industrial Transformation" (RIT) unterstützt den mittelständischen Bootsbau dabei diesen Paradigmenwechsel erfolgreich zu meistern. Im Vordergrund steht die Entwicklung eines breiten Spektrums neuer Lösungen zur Erschließung neuer Wertschöpfungspotenziale, wie bspw. die Anpassung der Prozesse in der Entwurfsphase oder die Entwicklung neuer Produktkonzepte auf Basis realer Gebrauchs-Daten? Aufbauend auf den Ansätzen zur Datenakquise und -verarbeitung aus vorangegangenen Forschungsprojekten, bereitet RIT die Daten der Bootshersteller auf, um ihn gezielt frühen Phasen der Produktentwicklung bereitzustellen. So sollen die Bootshersteller unter Anderem in die Lage versetzt werden, große Mengen an Produktdaten in Bezug auf spezifische Designanforderungen zu analysieren und diese zusammen mit anderen Daten strukturieren und visualisieren zu können.

Motivation

Vollständig dynamische unternehmensübergreifende Produktionsnetzwerke, die sich dem individuellen Kundenauftrag anpassen, sind eine Kernvision im Bereich Industrie 4.0. Bereits heute werden Produktionskapazitäten im Bereich von Zeichnungs- und Sonderteilen teilweise sehr kurzfristig benötigt: Gründe sind der Ausfall von eigenen Maschinen oder Maschinen eines Zulieferers, der Komplettausfall eines Zulieferers oder auch ein sprunghafter Anstieg auf der Nachfrageseite. Einer schnellen Reaktion stehen in diesen Fällen jedoch Barrieren, wie das Auffinden eines oder mehrere Zulieferer mit freien Kapazitäten oder die hohen manuellen Aufwände zur Einbindung neuer Lieferanten in bestehende Bestell- und Logistikprozesse, entgegen.

Ziel

Der „Dynamic Production Network Broker“ soll die dynamische Bildung von Produktionsnetzwerken durch einen Service-Baukasten unterstützen. Dieser beinhaltet das „Matching“ von Angebot und Nachfrage nach kurzfristiger Verfügbarkeit von Produktionskapazitäten bei gleichzeitiger Sicherstellung der nötigen Transportkapazitäten, das kurzfristige „Onboarding“ der Zulieferer, d.h. die schnelle Einbindung in den Bereichen Produktion, Logistik und Qualitätssicherung und die Möglichkeit, komplexe Montagetätigkeiten durch ein auf Augmented Reality (AR) Technologien basierendes Assistenzsystem „outsourcingfähig“ zu machen.

Ziele des BIBA im Verbundprojekt waren einerseits die Entwicklung einer ontologischen Beschreibung von Maschinenfähigkeiten und Anforderungen, andererseits die Konzeptionierung generischer servicebasierter Geschäftsmodelle und deren Evaluation anhand der Projektergebnisse.

Ergebnisse

Gemeinsam mit den Industriepartnern wurden die Problemstellungen herausgearbeitet und auf dieser Basis vier Anwendungsfälle definiert. Für diese wurden in einzelnen Bausteinen zunächst „Minimal Viable Products“, d.h. schnell zu realisierende, prototypische Lösungen entwickelt, die anschließend zu einem durchgängigen Prozess integriert wurden.

Globale Produktionsnetzwerke benötigen eine effiziente Transportlogistik.

Um die Zusammenarbeit zwischen Transportdienstleistern und deren Kunden zu verbessern, wurde eine digitale Plattform entwickelt, welche die Angebotserstellung und Auswahl von Transportdienstleistungen sowie die interaktive Planung und Administration der Transportprozesse unterstützt.

Verfügbare Angebote können hinsichtlich Preis, Zeitbedarf und Kohlendioxid-Ausstoß verglichen und die Angebotsdaten automatisch in Buchungen übernommen und iterativ ergänzt werden. Blockchain-Mechanismen unterstützen den sicheren Austausch zugehöriger elektronischer Dokumente.

Dies steigert die Prozesstransparenz, vermeidet Planungsfehler und reduziert den Informationsaufwand.

Durch den Online-Handel gewinnt die Konsumentenlogistik zunehmend an Bedeutung. Dabei ergibt sich ein Dilemma für Endkundinnen, bei dem der Komfort einer Online-Bestellung höheren CO2-Emissionen im Vergleich zum Supermarkteinkauf gegenüberstehen. Im Rahmen des Projekts wurde mit einem sozialwissenschaftlichen Ansatz Endkundinnen zum individuellen Einkaufsverhalten befragt. Auf Basis der Befragungen wurden unterschiedliche Szenarien für die Stadt Bremen vom BIBA simuliert. Die Ergebnisse der Befragungen und der Simulationen zeigen, dass Kunden individuell zur CO2-Emissionsvermeidung bei verschiedenen Optionen tendieren. Auf der anderen Seite konnte gezeigt werden, dass vermeintlich schlechtere Logistikoptionen mit höherer CO2-Emission bei optimaler logistischer Planung ihre negativen Einflüsse verlieren.

Im Rahmen des Projektes Manufaktur 4.0 wurde ein Verfahren für eine digitalisierte, qualitätsorientierte Produktionssteuerung für die Feinkostlebensmittelproduktion entwickelt und prototypisch umgesetzt. Für alle Ingredienzien eines ausgewählten Feinkostprodukts wurden im Projekt rohstoff-spezifische Qualitäts-Zeit-Profile mittels sensorischer Analysen in Laborversuchen ermittelt. Zudem wurden die Energieeinträge und Verbräuche der Produktion analysiert und dienliche Zukunftsenergiekonzepte untersucht. Darüber hinaus wurde als Grundlage für eine Implementierung einer digitalisierten Produktionssteuerung ein sensorbasiertes Identifikationssystem zur Umsetzung eines digitalisierten Behältermanagements konzipiert und evaluiert. Schließlich erfolgte die Entwicklung eines Verfahrens für die qualitätsorientierte Produktionsplanung und -steuerung. Zur Vorbereitung einer zukünftigen Implementierung des Verfahrens in der Produktion der Deutschen See wurde dieses unter Verwendung Digitaler Zwillinge prototypisch umgesetzt. Es konnten eine um 21 Prozent reduzierbare Durchlaufzeit, eine 17 Prozent höhere Auslastung der Produktionsanlagen und eine Optimierung der produktionsspezifischen Energieverbräuche, sowie eine Reduktion von Lebensmittelabfällen modellbasiert nachgewiesen werden. Durch die optimierte Produktionssteuerung kann ein Beitrag zur Erreichung der Klimaziele geleistet werden.

Durch die softwaretechnische Unterstützung bei der Planung, Konstruktion und Verwaltung von Gebäuden können Fehler vermieden und die Produktivität deutlich gesteigert werden. Bislang ist die Digitalisierung aber nicht durchgehend. Beispielsweise finden sich bei der Elektroinstallation zahlreiche Probleme hinsichtlich der Erstellung korrekter Aufmaße, der Übernahme von Änderungen, der Prüfung einzelner Gewerke. Das Ziel des Projektvorhabens war die Entwicklung eines mobilen Assistenzsystems, welches eine durchgehende Digitalisierung der Elektroinstallation ermöglicht. Hinsichtlich der Sensorik wurde mit einer LiDAR-Kamera gearbeitet, um 2D-/3D-Aufnahmen des jeweiligen Raumausschnitts zu machen. Zudem wurden noch ein hochauflösender Entfernungsmesser und sowie der Laserprojektor verbaut. Zur Darstellung der hinterlegten sowie erfassten Daten wurde ein Web-Framework entwickelt. Das BIBA hat die 360°-Raumerfassung mittels LiDAR-Kamera entwickelt, wobei die korrekte Punktwolken-Registrierung erfolgt, sowie die semantische 2D-Analyse der Wandflächen erforscht.

Das Gesamtziel des Vorhabens besteht in der Entwicklung und prototypischen Implementierung eines intelligenten Systems zur gezielten Anforderungsermittlung sowie optimalen Kundenberatung und -information bei der Suche nach Druckdienstleistungen. Der Kunde soll befähigt werden jederzeit, schnell und einfach und ohne jegliches Vorwissen den perfekten Partner für seine Problemstellung zu finden. Anhand der Spezifikationen soll das System dem Kunden alle möglichen Druckereien inkl. der Preisvorhersagen entsprechend der Nachfragemenge liefern. Zudem soll eine Plattform geschaffen werden, welche die Kunden und Anbieter zusammenbringt. Neben einer Beschleunigung sowie Vereinfachung des Prozesses sind darüber hinaus Kostenreduktionen für den Kunden sowie bessere Margen für bspw. spezialisierte Druckereien zu erwarten, da Unterbeauftragungen vermieden und Markttransparenz geschaffen werden.

Ziel dieses Projekts ist es, eine neue Softwarelösung für die Zustandsüberwachung und prädiktive Analyse auf den Markt zu bringen. Der Fokus liegt auf einem systematischen Ansatz, bei dem die relevanten KI-Algorithmen, Konzepte und spezifischen Lösungen zu einem industriellen Ökosystem kombiniert werden. Dieses Projekt wird eine neuartige verteilte und belastbare Plattform für die Aufnahme und die intelligente Verarbeitung von Produktions- und Prozessdaten (mit Schwerpunkt auf vorausschauender Wartung und Augmented Reality für die Wartung) bereitstellen, die auf Mikrodiensten und föderiertem maschinellem Lernen basiert. Zusätzlich bieten Containerisierungstechnologien eine Abstraktionsschicht, die Skalierbarkeit, Ausfallsicherheit und Flexibilität ermöglicht. Der Beitrag vom BIBA ist die Integration von Edge Devices in UPTIME Detect & Predict.

Worksuit 4.0 – AI-based Toolkit for enhancing Human-Robot Interaction in Industry 4.0, is an EIT-Manufacturing project that aims to bring a functional toolkit to market consisting of a wearable fibre-optic sensing system for 3D-human motion capturing in combination with advanced activity and process mining capabilities.

As enabling technologies, the toolkit hardware and software components will provide the means for offering safer human-machine interaction, while maintaining enhanced collaboration levels. Moreover, the appliance of fundamental ergonomic principles (e.g. body postures) is pursued during the execution of process-related tasks, through real-time activity recognition and classification mechanisms.

The outcome of Worksuit 4.0 will be the key-driver for providing a wider spectrum of sophisticated safety and context-oriented applications in assembly processes and supporting continuous process control and optimization of Human-Robot Collaboration (HRC) workplaces.

Human/Machine interaction is increasing across the industry. This creates new challenges for users and new interdisciplinary technology skills are needed. Professionals and executives must contribute with robust skills to this change, but frequently lack the time and opportunities to update their competencies. Hence, Comau developed e.DO (educational/professional 6-axis robot, modular, open source) and University of Tartu developed Robotont (open-source mobile robotics platform for robotics/ ROS education). TU Wien and BIBA are leaders in applying different cobot-systems to a multitude of new use-cases.

ENHANCE produces trainings with e.DO and Robotont to support executives and professionals in order to fulfil:

 

• new working and learning needs
• reinforce technical skills (programming, modelling, and validation through Python, ROS and Matlab applications)
• experience new forms of H/M interaction
• produce use-cases as models for industrial applications
• promote a learning-by-doing approach

 

Das Ziel von MARIDAL ist es, ein regionales, branchenbezogenes maritimes Transfernetzwerk zu etablieren, das Aktivitäten im Sinne eines „digitalen Lotsen“ zum Thema „Digitales Lernen“ auf Schiff und im Hafen sowie „Qualifizieren für die digitalisierte Hafenwelt“ anstößt. Hauptanwendungsfelder sind dabei die digitalisierte maritime Lieferkette, das Smart Shipping, und der Digitale Hafen. Im Zentrum stehen die kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) der maritimen Branche, da gerade in KMU die Ressourcen für die Verknüpfung von Pädagogik und Didaktik, Technik und Organisationsentwicklung oftmals fehlen und die Notwendigkeit des Lernens von- und untereinander besteht. Dadurch können Synergien genutzt und Kompetenzen für die Entwicklung intensivierten Wissenstransfers und Qualifizierungskonzepten gemeinsam aufgebaut werden.

Die Offshore-Baustellenlogistik für Windparks definiert ein komplexes Planungs- und Steuerungsproblem. Hierzu werden ereignisdiskrete Simulationsverfahren oder Ansätze der mathematischen Optimierung eingesetzt. Beide Methoden besitzen Vor- und Nachteile hinsichtlich Laufzeit, Detaillierungsgrad und Optimalitätsbedingungen.

In diesem Projektvorhaben wurden daher die Grundlagen für eine komplementäre Nutzung erarbeitet. Ausgehend von einem einheitlichen Grundmodell können ereignisdiskrete Simulationsmodelle und mathematische Modelle für verschiedene Teilprobleme abgeleitet und gelöst werden. Im Ergebnis entstand ein Methodenbaukasten der unter Berücksichtigung aktueller Wetterprognosen auf operativer Ebene eine situative Entscheidungsunterstützung bieten kann.

In Binntelligent werden digitale Dienstleistungen sowie intelligente Prozesse, Verfahren und Informationstechnologien für die Optimierung der trimodalen Logistik- und Umschlagprozesse in Binnenhäfen und die verbesserte Kollaboration zwischen Binnen- und Seehäfen u.a. durch elektronische Kommunikation konzipiert, implementiert und im Anwendungsfeld evaluiert.

Es wird eine unternehmensübergreifende Sichtbarkeit und Transparenz der entscheidungsrelevanten Informationen geschaffen, die eine Vorhersage von Ereignissen in der Lieferkette ermöglicht. Hierfür wird ein Informationssystem für die (teil-)automatisiere Informationsdistribution, operative Prozessunterstützung und Vorhersagen entwickelt. Die Prognosefähigkeit in den Binnenhäfen wird neben den Ereignisvorhersagen durch eine simulationsbasierte Optimierung des trimodalen Umschlags erreicht, die echtzeitnahe Realdaten verarbeitet und eine Adaptierbarkeit im synchromodalen Güterverkehr ermöglicht.

Binntelligent betrachtet Logistikprozesse für Container und Massengüter in den Binnenhäfen sowie die Vor- und Nachläufe. Die geplanten Technologien werden für eine Anwendung in den Fahrtgebieten Weser und Mittellandkanal mit den Häfen Hannover, Braunschweig, Bremen und Bremerhaven konzipiert und anschließend für eine anwendungsnahe Erprobung und Evaluation implementiert.

Die Entladung von Containern stellt eine der letzten nicht automatisierten Aktivitäten in einer hochtechnisierten Transportkette dar. Ein signifikanter Anteil der im- und exportierten Container wird in Seehäfen entleert bzw. beladen. Bisher existierende automatische und halbautomatische Systeme genügen aufgrund hoher Investitionskosten, langen Inbetriebnahmezeiten sowie notwendigen Infrastruktur-Anpassungen den Anforderungen von Hafenbetreibern nicht und haben einen geringen Verbreitungsgrad. Das Ziel des Projektes IRiS war die Entwicklung eines neuartigen, mobilen Robotersystems für die Verbesserung der Effizienz und Ergonomie von Umschlagprozessen an Seehäfen. Die hierfür entwickelte Mechatronik ermöglicht einerseits eine gleichzeitige Entladung ganzer Paketreihen und andererseits eine schnelle und flexible Einsetzbarkeit ohne große Anpassungen an betrieblich vorhandener Infrastruktur. Um Störsituationen möglichst schnell und aufwandslos begegnen zu können, wurde zudem eine intuitive Mensch-Roboter-Interaktionsschnittstelle entwickelt.

Für den Gesamtprozess der Brotherstellung ist die Teiggärung von großer Bedeutung, weil schlecht gegärte Brotteiglinge nach dem Backen eine deutlich schlechtere Produktqualität zeigen. Bislang wird der optimale Gärzeitpunkt manuell von Fachpersonal bestimmt, was zu Qualitätsschwankungen führt.

Im Rahmen dieses Forschungsprojekts wurde ein Überwachungsassistent entwickelt, welches aus einer an einer beweglichen Linearachse befestigten LiDAR-Kamera mit Rechnereinheit besteht. Die Erkennung der Teiglinge aus den von der LiDAR-Kamera erzeugten Bildern und Punktwolken basiert auf Analysen neuronaler Netze und Algorithmen zur Punktwolkenverarbeitungen, die vom BIBA durchgeführt wurde. Mittels der vertikalen Linearachse können mehrere Brotteiglinge über verschiedene Backbleche hinweg überwacht werden. Zudem können Gärreferenzkurven für die Gärregelung erstellt und gespeichert werden. Mittels der Gärreferenzkurven können Temperatur und relativer Luftfeuchte in der Gärkammer variiert werden, um Gärabweichungen zu minimieren und eine gleichbleibende Produktqualität zu gewährleisten.

Die Herstellung der vertikalen sowie horizontalen Durchgängigkeit von Testprozessen zum Zwecke der Optimierung beim funktionalen Testen von Luftfahrtzeugen, ist das Ziel des BMWE Forschungsvorhabens AGILE-VT.

Die erste Ebene der Durchgängigkeit fokussiert auf die Interoperabilität in der vertikalen und horizontalen Verknüpfung von Testumgebungen. Hierzu wird die Testvorbereitung und Testausführung soweit optimiert, dass sie nicht nur für eine spezifische Testumgebung gilt, sondern auch, mit einem deutlichen geringeren Aufwand als zurzeit, auf andere Testumgebungen portiert werden kann.

Die zweite Ebene der Durchgängigkeit fokussiert im Rahmen der Testvorbereitung auf die Interoperabilität in der Testentwicklung und Designunterstützung. Hierzu wird die Phase der Testfallerstellung soweit optimiert, dass Testfälle über die Grenzen von Testabteilungen in einem gemeinsamen Standard ausgetauscht werden können. Zusätzlich wird die Wiederverwendbarkeit von Ergebnissen aus dem Testprozess erhöht, indem sie aufbereitet und dem Testingenieur im Rahmen der Designunterstützung vorgeschlagen werden sollen.

Die beiden aufgeführten Gruppen von technologischen Zielen folgen dem Hauptziel der Durchgängigkeit und werden in der Erreichung der Interoperabilität im funktionalen Testen der Luftfahrzeuge resultieren.

Die Nutzung von LNG-Antrieben (Liquefied Natural Gas) bei Schiffen hat große umwelttechnische Vorteile, da sie Seegebiete und Häfen emissionstechnisch entlasten. Den Vorteilen dieses Vorgehens bezüglich des Transports und der Lagerung stehen große Herausforderungen bei der Handhabung gegenüber. Es fehlt an sensitiven Armaturen-Sets für den hochvolumigen LNG Transfer von Schiff zu Schiff. Die Aufgabe des BIBA war dabei die Entwicklung einer Augmented Reality (AR)-Lösung, die zu Wartungs- und Servicezwecken dieser Armaturen eingesetzt werden kann.

Im Projekt wurde daher ein digitales Assistenzsystem unter Nutzung von AR-Technologie zur Anwendung an LNG-Armaturen entwickelt und evaluiert. Der Entwicklungsansatz basierte auf dem Prozess zur Gestaltung gebrauchstauglicher Systeme, gemäß DIN 9241-210. Es wurde eine Evaluation mittels einer kombinierten quantitativen und qualitativen Nutzerstudie sowie eines Experten-Reviews durchgeführt, die hinsichtlich Usability und Workload zu sehr guten Ergebnissen führte. Die entwickelte AR-Lösung auf Basis eines Android-Smartphones ermöglicht den Nutzer*innen den Zugriff auf Wartungsanleitungen und Handbücher, vereinfacht die Ersatzteilbestellung und unterstützt den Arbeitsprozess durch kontextsensitive Schritt-für-Schritt-Virtualisierungen.

Bislang konzentrierte sich die Sicherheitsforschung und Technologieentwicklung fast ausschließlich auf die menschliche Zusammenarbeit mit einem einzigen Roboter. In der Industrie arbeiten jedoch zunehmend mehrere Roboter für einzelne Prozessschritte direkt zusammen und teilen sich den Arbeitsraum.

Ziel des Corofa-Projekts ist die Entwicklung eines Verfahrens zur Einführung und Gestaltung sicherer Mensch-Roboter-Kooperationen in Multi-Roboter-Montagesystemen. Dadurch sollen Arbeitsumgebungen geschaffen werden, in denen sich Menschen und mehrere Roboter den Arbeitsbereich teilen und gleichzeitig zusammenarbeiten. Für eine sichere Zusammenarbeit wird zusätzlich zu dem Verfahren ein körpernahes Sensorsystem weiterentwickelt, mit dem Personen im Arbeitsbereich erkannt, identifiziert und lokalisiert sowie ihr Verhalten/ihre Absichten erkannt werden können. Dies wird unter anderem durch eine intelligente Datenanalyse mit Process-Mining-Algorithmen ermöglicht.

Das COVR-Toolkit und die Protokolle werden in das Verfahren integriert und durch den Vergleich mit den Ergebnissen des Process Minings verifiziert/validiert.

Das Fruchtauflegen erfolgt, abhängig von den Anforderungen an Flexibilität und Kapazität, zumeist entweder vollständig manuell oder vollautomatisch. Zu dem Prozess gehören eine Qualitätskontrolle der portionierten Produkte, ihre Ablage in eine Verpackungsschale sowie die Endverpackung. Vor diesem Hintergrund liegen große Rationalisierungspotenziale in der partiellen Automatisierung für mittlere Flexibilitäts- und Kapazitätsanforderungen. Hierfür wurde vom BIBA gemeinsam mit der TU Kaiserslautern und die Firma MWZ Steuerungstechnik ein kollaboratives Roboter-Roboter-Mensch Fruchtplatzierungssystem entwickelt.

Die Früchte werden auf einem speziellen Förderband transportiert, das vom Hauptsystem gesteuert wurde, so dass die Geschwindigkeit und Position des Bandes bekannt ist. Ein Kamerasystem erkennt die Position und Defekte der Früchte und sendet diese Informationen an ein Robotersystem mit zwei Roboterarmen, die mit speziell angepassten Greifern ausgerüstet sind. Die Roboter nehmen die freigegebenen Früchte auf, ohne deren Qualität zu beeinträchtigen und können dabei mit Mitarbeitern am Förderband zusammenarbeiten.

Als Ergebnis des Projekts konnte das Kamerasystem die Position und Rotation verschiedener Apfelsorten mittels modernster neuronaler Netze erkennen. Zusätzlich wurde eine Nahinfrarotkamera verwendet, um Druckstellen und Oberflächendefekte auf Äpfeln anhand verschiedener neuronaler Netzarchitekturen wie SSD (Single Shot Detection) und U-Netze zu erkennen. Dadurch war es möglich, für jeden Apfel eine Qualitätsprüfung durchzuführen. Diese Informationen wurden über ROS (Robot Operative System Framework) an das Robotersystem gesendet. Das Robotersystem war in der Lage, die Äpfel in Zusammenarbeit mit menschlichen Mitarbeitern ordnungsgemäß zu verpacken und zu sortieren.

Im Forschungsprojekt AxIoM wurde ein neuartiges Assistenzsystem auf Basis künstlicher Intelligenz für manuelle Montagestationen entwickelt, welches zum einen den Montageprozess und die Qualität des zu fertigenden Produkts überprüft und zum anderen mitarbeiterzentrierte Assistenzfunktionalitäten implementiert. Das System analysiert die am Montageplatz gesammelten, prozessualen und kamerabasiert erfassten Informationen unter Einsatz von Bildverarbeitungs- und maschineller Lernverfahren im Hinblick auf die ergonomische und produktionsbezogene Arbeitssituation. Durch Kombination von informatorischer Prozessführung mit Projektion, automatischer Überwachung von Montageprozess- und Bauteilfortschritt, Ergonomie-Haltungserkennung sowie anreizbasierter Gamification konnten mit dem System sowohl Prozesszeiten und Montagefehler reduziert, als auch eine hohe NutzerInnen-Akzeptanz erreicht werden.

Ausreichende Wasserstände in abgeschleusten Hafenbereichen (Dockhäfen) sind von großer Bedeutung für die Effizienz von Häfen. In vielen Fällen lassen sich solche Wasserstände nur durch den energieintensiven Einsatz von Pumpwerken sicherstellen. Eine intelligente, durchgängige Vernetzung und Steuerung des Schleusenbetriebs und der dazugehörigen Pumpwerke ermöglicht sowohl eine Steigerung der Energieeffizienz als auch eine erleichterte Einbindung von erneuerbaren Energien in den Hafenbetrieb zur Sicherstellung des reibungslosen Zu-/Ablaufs der Güter in tidenfreien Hafenanlagen.

Wasserstände in Dockhäfen müssen auf annähernd konstantem Niveau gehalten werden. Dazu werden die Wassernachfrage der Schleusen und sonstige Wasserverluste durch das Wasserangebot von Pumpwerken und Freiläufen sowie sonstigen Wassereinträgen ausgeglichen. Aufgrund der Anzahl der Schiffsanläufe und -abfahrten bzw. der Vielzahl der damit verbundenen und externen Parameter ergibt sich ein komplexes Steuerungsproblem. Dieses wird noch dadurch erschwert, dass viele der Parameter von zeitlichen Einflussfaktoren abhängen.

Im Forschungsprojekt Tide2Use sollen zunächst vorhandene Informationsquellen zusammengeführt und visualisiert werden. Auf dieser Grundlage soll automatisch erkannt werden, ob eine Pegelerhöhung im Hafenbecken sinnvoll ist.

Hierbei werden Daten aus dem Automatic Identification System (AIS) ebenso berücksichtigt, wie Daten des National Single Window (NSW), Pegelstandsmeldungen und auch Wetterdaten. Vorgesehen ist es, ein System zu konzipieren bzw. zu entwickeln, welches lernfähig gestaltet werden kann, um aus AIS-Tracks Regelmäßigkeiten im Verkehr - insbesondere der Kleinschifffahrt - zu ermitteln und planerisch zu berücksichtigen.

Ziel ist es, ein Assistenzsystem zu schaffen, das den Schleusenbediener unterstützt. Es soll dem Nautiker im Steuerstand einen Zeitraum empfehlen, zu dem ohne Beeinträchtigung des Schiffsverkehrs und unter Abwägung aller Risiken, die sogenannten Torschütze zur natürlichen Bewässerung des Hafens genutzt werden können. Mit einer intelligenten, durchgängigen Vernetzung des Schiffsverkehrs, des Schleusenbetriebs und der dazugehörigen Pumpwerke soll dabei die Energieeffizienz gesteigert werden.

UPTIME entwickelt ein allgemeines Rahmenwerk für prädiktive Instandhaltung und ein dazugehöriges einheitliches Informationssystem, um prädiktive Instandhaltungsstrategien in Industriebetrieben implementieren zu können. Hohe Qualität und Verlässlichkeit, wurden auf Grund der zunehmenden Komplexität von Produkten zu wichtigen Themen in Zeiten der technologischen Evolution. Um die erforderliche Verfügbarkeit, Wartungsfreundlichkeit, Qualität und Sicherheit von Produktionssystemen unter Betrachtung des ganzen Systems und des gesamten Produktionszyklus herzustellen, ziehen Industriebetriebe zunehmend die Nutzung prädiktiver Instandhaltung, unter Nutzung der Möglichkeiten der Zustandsüberwachung, in Betracht.

Das prädiktive Instandhaltungssystem UPTIME wird Informationen aus heterogenen Datenquellen (z.B. Sensoren) verarbeiten, um die Prozessleistung genauer einschätzen zu können. Somit wird UPTIME die neuen digitalen E-Instandhaltungsservices und Werkzeuge ausweiten und vereinheitlichen, um dadurch das volle Potential des prädiktiven Instandhaltungsmanagements, des sensorgenerierten „Big Data Processing”, des E-Instandhaltungssupports, der proaktiven Datenverarbeitung und der „Four levels of data analytics maturity” (Überwachung, Diagnose und Kontrolle, Management und Optimierung) zu entfalten. Das UPTIME System wird dabei in drei Geschäftsfeldern eingesetzt und validiert: Haushaltgeräte: Wäschetrocknertrommel, Stahlindustrie- kaltgewalzter Stahl, und Konstruktion von Produktionssystemen: Transportvorrichtung.

Die Entwicklung flexibler Handhabungsroboter und autonomer Fahrzeuge für logistische Prozesse ist aufgrund heterogener Objekte, variablen Umgebungsbedingungen und komplexen Eigenschaften der 3D-Sensorik eine große Herausforderung und mit hohen finanziellen Risiken verbunden.

Im Projekt VirtuOS wurde ein online frei verfügbares Werkzeug entwickelt, mit dem Anwendungsszenarien im virtuellen Raum frei konfiguriert und 3D-Sensordaten realitätsnah simuliert werden können.

Die multi-kriterielle Optimierung liefert, abhängig von unterschiedlichen Optimierungskriterien anwendungsspezifisch eine optimale Sensorkonfiguration. Automatisierungsunternehmen, Systemintegratoren und Anbieter von Sensorik/Bildverarbeitungslösungen werden somit bei der Auswahl und Konfiguration der Sensorik unterstützt. Das Werkzeug beschleunigt die Entwicklungszyklen und die schnelle Erschließung neuer Geschäftsfelder.

Bei der Handhabung von kryogenen Fluiden (beispielsweise verflüssigtes Erdgas) bestehen große Risiken bezüglich der Betriebssicherheit. Das Projektvorhaben verfolgte die Entwicklung eines Safety-Prozess-Systems, welches bei der Betankung eines Schiffes mit LNG mittels eines Bunkerschiffs eingesetzt werden kann. Das BIBA entwickelte in diesem Zusammenhang ein optisches Überwachungssystem. Dieses soll zur Überwachung des Gefahrenbereiches eingesetzt werden. Es umfasst sowohl eine Überwachung hinsichtlich möglicher Gasaustritte (Leckagen) als auch eine Umgebungsüberwachung zur Vermeidung von Verletzungen bei Menschen.

Die Überwachungslösung basiert auf einer kombinierten RGB- und Thermalkamera, welche in Kombination mit Deep Learning-Algorithmen die automatische Gefahrenerkennung innerhalb der Anwendungsfälle ermöglicht. Auf diese Weise kann eine Detektion von Personen im Gefahrenbereich auch unter maritimen Verhältnissen (z.B. schlechte Sicht durch Nebel) bei der Bebunkerung gewährleistet werden.

In umfangreichen Labortests konnte gezeigt werden, dass der gewählte Ansatz eine zuverlässige Erkennung der Anwendungsfälle auf Basis von Thermalbildern ermöglicht und somit aufgrund seiner Robustheit gegenüber maritimen Umgebungsbedingungen gegenüber einem Überwachungsansatz auf Basis von RGB-Bildern eine vielversprechende Alternative darstellt.

Durch Fachkräftemangel und externen Kostendruck sehen sich auch kleine und mittlere Produktionsunternehmen dazu gezwungen Prozesse zu optimieren und automatisieren. Ein großes Potential liegt in logistischen Prozessen, die oft manuell erfolgen und so produktive Arbeitszeit von Fachpersonal in Anspruch nehmen. Für kleine und mittlere Unternehmen stellt die anfängliche Investition für automatisierte Prozesse jedoch eine große Hürde dar.

Im Projekt MARGO soll mit OPIL, einer offenen Plattform für die Integration von Logistikprozessen, auf einfache und schnelle Weise das Optimierungspotential der internen Logistikprozesse durch Simulationen aufgezeigt und durch einen Pilottest die Machbarkeit belegt werden. So wird das Risiko einer Investition auf ein Minimum reduziert und die vollständige Integration wird leichter planbar.

Für die Identifikation von Optimierungen wird das Produktionsumfeld eines Zahnradherstellers in einer 3D-Simualtionsumgebung, die Teil von OPIL ist, abgebildet. So können schnell und kostengünstig unterschiedliche Einsatzszenarien von fahrerlosen Transportfahrzeugen (FTF) evaluiert und verglichen werden.

Ein prototypisches FTF wird in die cloudbasierte IoT-Plattform integriert. So lassen sich bestehende Prozesse mit neuen Materialhandhabungsprozessen verbinden.

Ziel des gemeinsam mit EUROGATE durchgeführten Projekts STRADegy war eine Steigerung der Produktivität und der Flexibilität in der Containerabfertigung, verbunden mit einer Entlastung der Umwelt und einer Erhöhung der Sicherheit in deutschen Seehäfen. Abweichend zu anderen automatisierten Terminals in Europa wurden erstmals automatisierte Straddle Carrier in einem Feldtest eingesetzt. Bei Straddle Carriern handelt es sich um spezielle Fahrzeuge zum Transport von Containern auf Terminals, die eine hohe Flexibilität in den Umschlagprozessen sicherstellen. Im Rahmen des Projektes wurden Konzepte entwickelt und erprobt, die eine hohe Produktivität des automatisierten Systems sicherstellen sollen. Von besonderer Relevanz war, dass die entwickelten Konzepte auch auf andere bestehende Terminals übertragen werden können. Hierzu galt es Standardschnittstellen zu entwickeln, um IT-Systeme unterschiedlicher Hersteller, wie z. B. Terminal Operating Systeme (TOS), die Umschlagprozesse in Terminals steuern, verknüpfen zu können. Zur wissenschaftlichen Absicherung der gesteckten Ziele wirkte das BIBA an der Konzeption der praktischen Versuche mit und sorgte dafür, dass innovative Ansätze aus der Forschung Berücksichtigung fanden. Weiterhin wurden Leitfäden erstellt, die zukünftig dabei helfen, im Betrieb befindliche Mega Containerterminals zu automatisieren, und so die Breitenwirksamkeit des Projekts sicherstellen. Zusätzlich wurde die Wirtschaftlichkeit der Automatisierung durch ganzheitliche Kostensimulationen untersucht. STRADegy wurde im Rahmen des Förderprogramms für Innovative Hafentechnologien (IHATEC) durch das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) gefördert.

Die Rotorblattinspektion von Windenergieanlagen ist für die Servicetechniker bei Nabenhöhen von bis zu 160 m und Blattlängen bis zu 88 m eine Herausforderung. Um sie künftig zu unterstützen, wird im Rahmen des Projekts eine Drohne zur automatischen Inspektion der Rotorblattoberfläche entwickelt. Das zu inspizierende Rotorblatt wird automatisch abgeflogen und mittels optischer Messverfahren und maschinellem Lernen auf Oberflächendefekte untersucht. Eine Anhaftungsvorrichtung erlaubt es der Drohne außerdem Kontakt mit dem Rotorblatt herzustellen, um die Blitzschutzvorrichtung zu prüfen.

Im Projekt VR-SUSTAIN wurde eine Trainingsumgebung entwickelt, die Auszubildende und Facharbeiterinnen in der Automobilproduktion mit den bestehenden Risiken vertraut macht. Als Technologie wurde Virtual Reality (VR) verwendet, um den Teilnehmerinnen eine realitätsnahe, immersive Lernerfahrung zu bieten, die in einer eigens dafür eingerichteten sicheren Umgebung stattfindet. Dabei wurden zwei Lernszenarien umgesetzt: die Verhinderung von körperlichen Fehlbelastungen im Fertigungsprozess in Verbindung mit der Verhinderung von Kratzern und Beulen am Automobil sowie die Unfallprävention im Umgang mit elektrischen Anlagen. Durch die Umsetzung der Lernszenarien im Projekt VR-SUSTAIN konnten wichtige Erkenntnisse über die Entwicklung und Durchführung VR-basierter Trainings in der produzierenden Industrie Europas gewonnen werden.

Die vorausschauende Wartung ist eines der zentralen Themen der Industrie 4.0. Sie nutzt Daten aus der Nutzungsphase von Maschinen und Anlagen um deren Zustand zu ermitteln und Wartungsaufgaben abzuleiten. Die vorausschauende Wartung wird meist durch Softwaresysteme unterstützt, die Werkzeuge zur Datenauswertung liefern und Wartungsmaßnahmen vorschlagen können. Die Benutzung dieser Systeme erfordert Fachkenntnisse, die ein Unternehmen durch Mitarbeiterschulungen aufbauen kann. Diese Schulungen stellen Investitionsausgaben dar, die gegen die Einführung einer vorausschauenden Wartung sprechen können. Die Verringerung dieser Ausgaben ist daher ein sinnvolles Ziel.

Ein digitaler intelligenter Assistent, ähnlich dem Google Assistant oder Siri, könnte insbesondere den Mitarbeitern im Feld einen einfacheren Zugang zu den Softwaresystemen einer vorausschauenden Wartung liefern. Statt grafischer Benutzeroberflächen könnten sich Mitarbeiter durch Anfragen in natürlicher Sprache Informationen zu Wartungsaufgaben und der Diagnose von Problemen erschließen. Ein dynamischer Gesprächsverlauf soll dabei die Anfrage auf natürliche Weise leiten, ohne dass besondere Trainings zur Verwendung des Assistenten erforderlich sind. Da der Assistent über ein Smartphone nutzbar sein soll, können komplexe Zusammenhänge über den Bildschirm bereitgestellt werden. Dies ist insbesondere bei mehrdimensionalen Daten – wie beispielsweise Grafen – sinnvoll, die sich nur schwer per Sprache vermitteln lassen.

DIAMOND versucht die Barrieren zur Einführung von digitalen intelligenten Assistenten in die vorausschauende Wartung zu reduzieren. Dazu arbeiten das BIBA und die Technische Universität Delft gemeinsam an den Anforderungen, der IuK Infrastruktur, und der Verwertung des digitalen intelligenten Assistenten. DIAMOND fokussiert dabei auf die Produktion von Haushaltswaren (Whirlpool EMEA) und die Fertigung medizinischer Produkte zur Behandlung von Traumata (Stryker Trauma GmbH).

Ziel dieses Projekts ist es, eine neue Softwarelösung für die Zustandsüberwachung und prädiktive Analyse auf den Markt zu bringen. Der Fokus liegt auf einem systematischen Ansatz, bei dem die relevanten KI-Algorithmen, Konzepte und spezifischen Lösungen zu einem industriellen Ökosystem kombiniert werden. Dieses Projekt wird eine neuartige verteilte und belastbare Plattform für die Aufnahme und die intelligente Verarbeitung von Produktions- und Prozessdaten (mit Schwerpunkt auf vorausschauender Wartung und Augmented Reality für die Wartung) bereitstellen, die auf Mikrodiensten und föderiertem maschinellem Lernen basiert. Zusätzlich bieten Containerisierungstechnologien eine Abstraktionsschicht, die Skalierbarkeit, Ausfallsicherheit und Flexibilität ermöglicht. Der Beitrag vom BIBA ist die Integration der erweiterten Predictive Maintenance Component in die Resilient Platform. Hierdurch wird die Modellierung der gesamten Datenwertschöpfungskette von der Datenerfassung über die Zustandsüberwachung bis hin zur vorausschauenden Wartung ermöglicht.

Im Projekt safeguARd hat das BIBA, gemeinsam mit den Unternehmen craniMAX und Motec sowie dem Lehrstuhl Robotersysteme der TU Kaiserslautern, ein Augmented Reality (AR)-basiertes Assistenzsystem für Nutzfahrzeuge zur Steigerung der Sicherheit im Arbeitsraum entwickelt.

Das safeguARd-Assistenzsystem ermöglicht die frühzeitige Erkennung auftretender Gefahrensituationen in Bezug auf Last und Arbeitsraum von Mobilkranen mit Hilfe bildverarbeitender Verfahren. Das BIBA hat sich im Projekt safeguARd mit der Trajektorienprognose und Kollisionserkennung von Personen im Gefahrenbereich des Mobilkrans beschäftigt. Auf dieser Grundlage entwickelte das BIBA eine AR-basierte Anzeige des Arbeitsbereichs der Kranführer*innen. Die AR-Lösung wurde auf einem Head Mounted Display umgesetzt.

Die Instandhaltung von Dieselmotoren von Schienenfahrzeugen wurde bisher reaktiv oder in periodischen Intervallen präventiv durchgeführt. Ein reaktives Vorgehen ist jedoch meist mit hohen Folgekosten verbunden. Auch periodisch präventive Maßnahmen erzeugen vermeidbare Instandhaltungsaufwände, da Komponenten, die oftmals noch für einen längeren Zeitraum hätten genutzt werden können, vorsorglich ausgetauscht werden. Durch eine prädiktive Instandhaltung, die Maßnahmen erst im Bedarfsfall erforderlich macht, können Aufwände minimiert werden, ohne das Risiko eines Motorenausfalls und damit verbundene Kosten zu erhöhen.

Im Rahmen des Projekts wurden zunächst typische Schadbilder verschiedener Motoren analysiert, die notwendige Sensorik für eine frühzeitige Erkennung der Schäden bestimmt und Zielkriterien für die Prognosen definiert. Daraufhin wurde ein Sensorkonzept erarbeitet, dass eine Nachrüstung von Motoren zur Überwachung ökonomisch relevanter Schäden ermöglicht. Nach der Anforderungsanalyse wurde die Toolbox und ein Verfahren zur automatisierten Auswahl von Prognosemodellen prototypisch umgesetzt. Abschließend erfolgte die Evaluation der Toolbox auf dem Prüfstand der DB Fahrzeuginstandhaltung im Werk Bremen.

Ergebnis des Projekts ist eine Toolbox zur Sammlung und Auswertung von Sensordaten. Eine Besonderheit ist, dass zur Abschätzung der verbleibenden Restlebensdauer einer Komponente automatisiert ein geeignetes Prognosemodell ausgewählt wird. Am Anwendungsfall von Dieselmotoren von Schienenfahrzeugen konnte gezeigt werden, dass Anomalien im Betriebsverhalten, die beispielsweise durch eine Unwucht der Turboladerwelle hervorgerufen wurden, eindeutig identifizierbar sind. Basierend auf derartigen Informationen zum aktuellen Zustand des Motors kann zukünftig eine optimierte Instandhaltungsplanung erfolgen. Allerdings bleibt anzumerken, dass angesichts der hohen Komplexität eines Dieselmotors nur relativ wenige Komponenten betrachtet und wenige Experimente durchführt werden konnten. Somit verbleibt ausreichend Potenzial für zukünftige Forschungsvorhaben.

Der Lebensmittelhandel hat sich in den letzten Jahren auf den Online-Vertrieb ausgedehnt. Dabei hat der Einsatz von EPS-Verpackungen, wie z. B. Styropor©, jedoch einen stark negativen Einfluss auf die Ökobilanz der einzelnen Produkte und es verbleibt viel Abfall beim Kunden. Im Projekt RETROFIT wurde eine nachhaltige Kühllösung entwickelt. Als Ausgangsmaterial wurde cellulosehaltiges Material in Form von Papierstaub verwendet, der beim Altpapierrecycling als Reststoff anfällt. Daraus wurden Papierschaumplatten hergestellt, die als Basismaterial für den RETROFIT-Isolierbehälter dienten. Das Teilprojekt des BIBA beschäftigte sich dann mit der logistikgerechten Gestaltung der Gesamtlösung sowie der Entwicklung einer nachhaltigen Kühllösung. Die Evaluierung der Prototypenlösung im Feldversuch zeigte über einen Zeitraum von über 48 Stunden ein ähnliches Isolierverhalten wie bei herkömmlichen EPS-Verpackungen. Die vom BIBA entwickelte nachhaltige Kühllösung konnte dabei hervorragende Kühleigenschaften im Tiefkühlbereich von unter -18°C nachweisen.

Das zentrale Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines autonomen körpernahen Assistenzsystems für die Mensch-Roboter-Kollaboration in der Montage, das sich insbesondere durch Systemneutralität auszeichnet. Hierdurch sollen MRK-fähige Montageprozesse innerhalb verschiedener Anwendungsfälle im Mittelstand einfach ermöglicht werden. Exemplarisch wird das Potenzial dieser neuen Art von

Assistenzsystemen im Hinblick auf Flexibilität, kognitive Entlastung, Ergonomie und Sicherheit an Anwendungsfällen demonstriert, erprobt und evaluiert. Einerseits wird die Montage von Transformatoren während des Produktionsprozesses betrachtet und andererseits das Schweißen mechanischer Bauteile in der Schweißer-Ausbildung fokussiert.

Das Gesamtziel des Teilvorhabens des BIBA – Bremer Institut für Produktion und Logistik GmbH beinhaltet die Entwicklung einer autonomen körpernahen Sensorik sowie einer roboter- beziehungsweise maschinennahen Sensorik, die in einem Sensorframework fusioniert werden und so die Mensch-Roboter-

Kollaboration in der Montage ermöglichen. Ferner soll eine Vorgehensweise/Methode für die Gestaltung von MRK-Systemen entwickelt werden.

Aktuelle Energiemanagementsysteme erfassen ausschließen die Energiedaten, stellen diese dar und ermitteln Kennzahlen zur Bewertung. Methoden der künstlichen Intelligenz bieten das Potential dieses aufbereitete Wissen zu analysieren, um gezielt bei der Entscheidungsfindung für die Wahl der Prozessparameter für eine energieeffiziente Produktion zu unterstützen.Ziel ist es durch den Einsatz von Methoden der künstlichen Intelligenz, wie Künstliche Neuronale Netze in Kombination mit Deep Learning Architekturen, semantischen Mediatoren und Expertensystemen den Energieeisatz zu reduzieren, ohne dabei Endproduktqualität zu beeinflussen. IT-Systeme sollen selbstständig große Datenmengen nach spezifischen Mustern und Regeln ab und "lernen" dadurch die eigene Wissensbasis an, um gezielte Vorschläge für einen energieoptimierten Prozess anzubieten. Ein Beispiel innerhalb von KIPro stellt die Entwicklung einer Material- und Volumenstromerkennung dar. Dabei werden unterschiedliche Sensordaten fusioniert und unter Anwendung von Deep Learning hinsichtlich der Zusammensetzung aus unterschiedlichen Materialien analysiert.

Die Idee von MATILDA ist es, ein ganzheitliches 5G-End-to-End-Dienstleistungskonzept zu entwickeln und umzusetzen, das den Lebenszyklus von Design, Entwicklung und Orchestrierung von 5G-fähigen Anwendungen und 5G-Netzwerkdiensten über eine programmierbare Infrastruktur nach einem einheitlichen Programmierbarkeitsmodell.

Ziel ist es, eine Verschiebung in der Entwicklung von Software für 5G-fähige Anwendungen sowie virtuelle und physikalische Netzwerkfunktionen und Netzwerkdienste durch die Einführung eines einheitlichen Programmiermodells, der Definition von richtigen Abstraktionen und der Erstellung einer offenen Entwicklungsumgebung, welche von der Anwendung als auch von Netzwerkfunktionen genutzt werden kann.

Die entwickelten 5G-fähigen Applikationskomponenten, Applikationen, virtuellen Netzwerkfunktionen und anwendungsorientierten Netzwerkdienste werden für Open-Source oder kommerzielle Zwecke, Wiederverwendung und Erweiterung über einen 5G-Marktplatz zur Verfügung gestellt.

Die Logistikleistungen der See- und Binnenhäfen nehmen für die globalen Distributionsketten der deutschen Automobilindustrie eine Schlüsselrolle ein. Grundlegende Anforderungen an die logistische Abwicklung des Fahrzeugumschlags sind eine hohe Effizienz und Prozesssicherheit. Zudem sind eine hohe Flexibilität und Reaktivität erforderlich, um kurzfristig auf Störungen und Änderungen reagieren zu können.

In dem Projekt Isabella wurden Lösungen für die Verbesserung der Planung und Steuerung auf See-und Binnenhäfen entwickelt und auf dem Autoterminal der BLG in Bremerhaven pilotiert. Für die Unterstützung der Planung wurde eine interaktive Planungsoberfläche entwickelt, die auf einer 3D-Visualisierung des Terminalgeländes basiert und über einen Multitouch-Tisch dargestellt wird. Zudem können Planungsalternativen simulationsbasiert bewertet und die Ergebnisse über die Planungsoberfläche dargestellt werden. Für die Steuerung der Fahrzeugbewegungen wurde die Auftragszuweisung digitalisiert und ein Optimierungsalgorithmus entwickelt, der eine individuelle Prozesssteuerung in Abhängigkeit des Fahrzeugstandorts ermöglicht. Für die Lokalisierung der Fahrzeugstandorte im Innenbereich wurde ein Indoor-Ortungssystem basierend auf WLAN Round Trip Time entwickelt.

Die interaktive Planung unterstützt die Anwender*innen durch die Visualisierung der Planungssituation und ermöglicht eine Anpassung der Planung in Abhängigkeit der Auftragsentwicklung. Die individuelle Prozesssteuerung ermöglicht eine Optimierung der Fahrwege auf dem Terminal und die kurzfristige Reaktion auf Änderungsbedarfe. Die Entwicklung erfolgte in Kooperation mit den Projektpartnern BLG und 28Apps. Das Projekt wurde im Rahmen des Förderprogramms für Innovative Hafentechnologien (IHATEC) durch das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) gefördert.

Die Kommissionierung ist ein Kernprozess der intralogistischen Aufgaben und verfolgt das Ziel der Zusammenstellung von Lieferungen gemäß Kundenauftrag; die Lieferungen sind somit Teilmengen des Gesamtsortiments. Die Installation komplexer und kabelgebundener Infrastruktursysteme, die den Einsatz effizienter Kommissionierverfahren unterstützen, ist teuer und zudem schlecht an eine sich ändernde Lagerinfrastruktur anpassbar Ein zusätzliches Problem im Bereich der Qualitätssicherung des Kommissionierprozesses liegt in der Überwachung der korrekten Aufnahme- und Ablagevorgänge (Picks). Dies gilt vor allem bei der Kommissionierung aus nicht-sortenreinen Fächern sowie bei der zeitgleichen Bearbeitung mehrerer Aufträge, bei der eine Ablage in auftragsspezifische Behälter auf dem Kommissionierwagen erfolgt. Im Projektvorhaben soll diese Lücke geschlossen werden, indem ein Kommissioniersystem entwickelt wird, das einfach und günstig in eine bestehende Lagerinfrastruktur integriert werden kann sowie eine hohe Anpassungsflexibilität beibehält und die Sicherung eines hohen Qualitätsstandards ermöglicht. Der Instandhaltungsaufwand soll zudem deutlich geringer sein als bei herkömmlichen, kabellosen Systemen. Das zu entwickelnde System stellt eine gewollte Abkehr vom Entwicklungstrend der durchgehenden Automatisierung von Lagern und Kommissionierprozessen dar.

Im Rahmen der Digitalisierung der Industrie werden neue Technologien eingeführt, um vor allem die produktiven Prozesse effizienter zu gestalten.

Jedoch versprechen die digitalen Daten, welche durch die cyber-physischen Systeme erzeugt und verarbeitet werden, auch Potenziale für angrenzende Bereiche, wie die Planung bzw. die Restrukturierung von Fabriken. So entfaltet die als „Industrie 4.0“ betitelte aktuelle Entwicklung auch ihren Einfluss auf die Fabrikplanung und es werden neue Methoden zur zeitgemäßen Fabrikplanung benötigt.

Im Projekt EILa wurden anhand einer theoretischen Literaturaufarbeitung sowie einer empirischen Untersuchung Potentiale der Digitalisierung für die Fabrikplanung herausgearbeitet. Das Ergebnis kann Unternehmen als methodischer Leitfaden zur zukunftweisenden Layoutplanung von Fabriken im Rahmen der digitalisierten Fertigung dienen und zeigt weiteren Forschungsbedarf zur Entwicklung wandlungsfähiger Fabriken auf.

Das Testen sicherheitsrelevanter und -kritischer Teile, sowie deren Zusammenwirken in verschiedenen Komponenten, ist ein wichtiger und notwendiger Prozess für den sicheren Betrieb im Bereich der Luftfahrt. INCONTROL betrachtet die Systeme, welche zum Testen von Teilen und Komponenten genutzt werden. Dabei wird darauf geachtet, dass die bisher aufwendigen Systeme hin zu modulare und wiederverwendbare Einheiten entwickelt werden. Durchgängig modulare Testanlagen, sowie Architekturen erlauben u. a. schnell und flexibel neue Konzepte und Technologien integriert zu testen und bewerten zu können. Dadurch lassen sich inkrementelle oder andere neue Entwicklungen schneller für das finale Produkt nachweisen und bei Verifikation fristgerecht in den finalen Entwurf zu integrieren.

"RU EU?" ist ein Projekt zur Erforschung, Gestaltung, Entwicklung und Bewertung eines innovativen, interaktiven Spiels, das jungen Menschen helfen soll, nationale und europäische Identitäten und Werte zu erforschen. Sie hat einen Ansatz, um den jungen Europäern verschiedene Probleme vorzustellen, die sie aus ihrer Umgebung und Umgebung verstehen und mit denen sie sich identifizieren können. Diese Probleme sollen durch Entscheidungen gelöst werden, die erhebliche Auswirkungen auf ihre Fähigkeiten haben, Europa und die europäische Identität und Werte wahrzunehmen, zu verbinden und zu verstehen. Ziel dieses Spiels ist es, das Wissen über die europäische Identität, Werte, Kulturen und Traditionen zu vermitteln, zu nähren, zu testen und zu erweitern und gleichzeitig für die jungen Lernenden interessant zu halten. Das Thema des Konflikts zwischen nationaler und europäischer Identität kehrt von Zeit zu Zeit immer wieder an die Oberfläche zurück. Es wird herausfordernde Probleme entlang der Konfliktlinie lösen, die auf der Diskussion über Identität beruhen. Da es auch eine soziale Dimension hat, müssen die Spieler mit anderen zusammenarbeiten, um die anstehenden Probleme anzugehen und Entscheidungen zu treffen, um die Situation zu lösen und das Spiel zu gewinnen oder zu beenden.

Im Zuge der stabilen Entwicklung der deutschen Baukonjunktur verzeichnet die Branche der Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik ein stetiges Beschäftigungswachstum. Neben einem zunehmenden Fachkräftemangel entstehen durch die zunehmende Vernetzung der Arbeitswelt neue Herausforderungen an das technische Fachpersonal. Daraus erwächst der Bedarf, jeglichen an einem Arbeitsprozess beteiligten Mitarbeitern, alle benötigten Informationen zur Durchführung einer Arbeitsaufgabe in Echtzeit bereitzustellen. Hierfür sind insbesondere Technologien wie Augmented Reality (AR) geeignet, welche die Realität mit virtuellen Informationen anreichern. Daher entwickelte das BIBA im Projekt KlimAR, gemeinsam mit der AnyMotion GmbH ein AR-basiertes Assistenzsystem zur Unterstützung von Servicetechnikern in der Instandhaltung von Heizungs-, Klima-, und Kälteanlagen.

Mit der Entwicklung des KlimAR-Assistenzsystems konnten die Servicetechniker im Arbeitsablauf bei der Instandhaltung von komplexer Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik unterstützt werden. Durch den Einsatz einer Datenbrille konnte eine Aufbereitung und Bereitstellung von technischer Dokumentation im Arbeitsprozess, eine Orientierung und Arbeitsunterstützung mit Hilfe virtueller Zusatzinformationen sowie eine Anpassung der genutzten Dokumente mittels Interaktion mit den eingeblendeten Inhalten realisiert werden. Hierdurch konnten vorrangig bisher auftretende Suchaufwände im Instandhaltungsprozess deutlich reduziert und die anfallenden Dokumentationsaufgaben unterstützt werden.

In dem Projekt Geregelt wurde eine ganzheitliche Steuerungssystematik für den energieeffizienten Betrieb von Energie- und Gebäudetechnik in Großinfrastrukturen entwickelt. Diese Steuerung vernetzt die vorhandenen Energiequellen, -speicher sowie -verbraucher und bezieht dabei externe Daten (bspw. Umweltdaten, Passagierdaten, Flugzeugankünfte, Wetter) ein.

Die Steuerungssystematik wurde für das exemplarische Anwendungsszenario „Vorfeldbeleuchtung“ am Flughafen Bremen umgesetzt. Hier werden nun übergeordnete Daten zu Flugzeugankünften und Parkpositionen sowie Helligkeitsinformationen automatisch in der Lichtsteuerung umgesetzt. Der durch die dimmbaren LED Fluter bereitgestellte Anteil künstlichen Lichts ergänzt die natürliche Helligkeit derart, dass positionsspezifisch die jeweilig erforderliche Lichtmenge (bspw. Verkehrswegebeleuchtung, Boardingbeleuchtung, Maintenance-Beleuchtung) erreicht wird. In einem zweiten Anwendungsszenario wurde die Steuerungssystematik für das BIBA-Auditorium umgesetzt. An der finalen technischen Umsetzung der Steuerung werden derzeit letzte Arbeiten abgeschlossen um die komplexe Kommunikation der Steuerung mit der Gebäudeleittechnik der Universität final zu integrieren. Von den geringeren Energieverbräuchen durch die neuen Energiesysteme (Heizung, LED-Beleuchtung) profitieren Umwelt und Portemonnaie bereits heute. Das Projekt hat zudem ein am Beispiel der Großinfrastruktur des Flughafen Bremen zukunftsweisende Optionen für einen energieeffizienten Betrieb der Energie- und Gebäudetechnik, wie bspw. den Einsatz von Speichertechnologien und Elektromobilität, mittels einer Simulationsstudie untersucht. In der Studie wurden verschiedene Systemausprägungen untersucht und entsprechende Fahrpläne für den Betrieb der Anlagen abgeleitet. Es konnte die Erreichung der angestrebten Glättung der Lastkurven zu einer Senkung der Kosten für die externe Energiebeschaffung nachgewiesen werden. Die untersuchten Szenarien wurden in ein Zukunftsenergiekonzept überführt.

Um die Persistenz, Wiederverwertbarkeit und Nachhaltigkeit experimenteller Forschungsdaten zu verbessern, wurden digitale Infrastrukturen zur Erfassung, Ablage und Dissemination geschaffen (InfoSys, Radischen, etc.).

Wie in vielen Bereichen fallen in den Werkstoffwissenschaften große Mengen an Forschungsdaten durch Versuche an. Diese wurden bisher in dezentralen Insellösungen mit geringer Standardisierung abgelegt. Im Rahmen des Vorgängerprojekts InfoSys wurde eine zentrale Infrastruktur geschaffen, mit der 90 % der anfallenden Forschungsdaten inklusive Meta-Daten für metallische Werkstoffe strukturiert abgelegt werden. Das entwickelte System ist inzwischen im täglichen Einsatz und setzt auf nutzer- und umgebungsspezifische Eingabemöglichkeiten (z. B. Tablets) um die Nutzbarkeit, Effizienz und gleichzeitig die Akzeptanz des Systems vor Ort zu erhöhen. Im Rahmen dieses Folgeprojekts soll das bestehende System als Beispiel einer digitalen Infrastruktur für Forschungsdaten, für deren Nutzung zur Recherche, Data Mining und Dissemination der experimentellen Daten angepasst, erweitert und optimiert werden.

Hierbei steht nicht mehr die leichte, angepasste und benutzerfreundliche Eingabe der Daten, sondern deren spätere Verwertung durch Dritte im Vordergrund. Die zu erarbeitenden Erweiterungen sollen allerdings nicht nur auf das Pilotprojekt anwendbar sein, sondern eine breitere Anwendung erlauben und fördern. Hierfür soll das InfoSys-System um weitere Funktionen erweitert werden. Dabei liegt ein besonderer Fokus auf einer hochentwickelten Suchfunktion und Auswertungstools, die auf Data Mining und semantischer Verknüpfung basieren. Damit kann zukünftig das Potential der nun zentral und strukturiert vorliegenden Daten effizienter ausgeschöpft werden.

Gleichzeitig werden weitere Maßnahmen im Bereich Qualitätssicherung von Forschungsdaten entwickelt und implementiert. Dies ist speziell vor dem Hintergrund der Referenzierung durch Digital Object Identifier (DOI) essentiell. Die Qualitätssicherungsmaßnahmen haben teilweise Überschneidungen mit den vorher genannten Auswertungstools, wie bspw. automatische Plausibilitätschecks.

Zusätzlich sollen innovative Methoden entwickelt werden, die es den Nutzern erlauben, die Qualität von Forschungsdaten einfacher zu bewerten. Um hinreichende Komplexität und Übertragbarkeit zu gewährleisten, sollen auch materialwissenschaftliche Daten der Stoffklasse der faserverstärkten Kunststoffe (FVK) mit allen spezifischen Eigenheiten hinsichtlich Metadaten und Versuchsabläufen hinzugefügt werden.

Im 21. Jahrhundert erleben wir die Erhöhung und daraus resultierende Erweiterung der neuen Ressourcen und Methoden für das Lehren und Lernen in ganz Europa durch den Einsatz und die Integration neuer Technologien und neuer Wege der Informationsverarbeitung und -verbreitung. Diese raschen technologischen Veränderungen in Form und Nutzung eröffnen neue Horizonte für diejenigen, die ihre Kompetenzen verbessern und im Bereich des lebenslangen Lernens tätig bleiben wollen, insbesondere in Bevölkerungsgruppen mit geringen digitalen Kompetenzen wie Menschen im fortgeschrittenen Alter (Bevölkerung +55) oder Einwanderern aus Low-Tech-Bereichen.

Diese technologischen Elemente konzentrieren sich auf die Schaffung einer Reihe von Videospielen, die in eine digitale Plattform integriert sind, um erstens den Erwerb digitaler Kompetenzen und zweitens die Stimulation kognitiver Funktionen und Sprachkompetenzen für das Segment der Bevölkerung zu fördern, auf das sich dieser Vorschlag als Endbegünstigte bezieht. Für diese Videospiele werden 3D-Modelle einiger europäischer Städte erstellt, die die Spieler besuchen müssen, um historische und historische Informationen zu sammeln und Tests durchzuführen, um das Spiel abzuschließen.

WELD 4.0 wird die Schweißer-Weiterbildung durch die Aktualisierung des Profils der europäischen Schweißer erneuern, um die Anforderungen und Ausbildungsstandards in Europa zu harmonisieren und zu standardisieren. Das erweiterte Profil befasst sich mit neuen Technologien im Kontext von Industrie 4.0. Auf der Grundlage dieses Profils werden innovative Werkzeuge entwickelt, einschließlich neuer Lehr- und Lernansätze, die Methoden zur Entwicklung von Fähigkeiten und Kompetenzen wie spielbasiertes Lernen, Simulatoren und Serious Gaming verwenden. Der neue Ansatz wird in Seminaren in drei verschiedenen Industrieländern in Europa erprobt: Deutschland, Portugal und Großbritannien.

Ziel des Verbundprojekts SaSCh, gemeinsam mit den Projektpartnern Robert Bosch GmbH, BLG LOGISTICS, queo GmbH und GS1 Germany GmbH, war eine durchgängige end-to-end-Überwachung des Zustands und der logistischen Qualität von Bauteilen, Komponenten und Produkten innerhalb von Zulieferprozessen. Dabei diente eine automobile Supply Chain als Testfall.

Durch das Projekt SaSCh wurde eine innovative technische Lösung entwickelt, welche mobile Sensoren, Gateways, 3D-Bildverarbeitung, Cloud-Plattformen und digitale Services integriert. Hierdurch werden qualitätsrelevante Umwelteinflüsse auf die Produkte sowie die Geolokation von Transporten erfasst und digitalisiert. Für den event-basierten Datenaustausch wurde der EPCIS-Standard bedarfsgerecht für den Austausch von Sensor- und Qualitätsdaten erweitert. Basierend auf den generierten Daten sichern digitale Services die Produkt- und Prozessqualität in Supply Chains ab.

Aus Perspektive der Automobilindustrie werden Transparenz und Reaktionsfähigkeit gegen Disruptionen der Supply Chains gesteigert. Dadurch können so beispielsweise Sondertransporte, Nacharbeitsumfänge oder Produktionsstillstände vermieden werden.

Dieses Forschungs- und Entwicklungsprojekt wurde mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) innerhalb des Technologieprogramms "PAiCE-Digitale Technologien für die Wirtschaft" gefördert.

Das Projekt Rang-E ist eine Durchführbarkeitsstudie zur Beurteilung der Machbarkeit von autonomen Rangiervorgängen am Beispiel der Hafenbahn Bremerhaven. Es werden technische, ökonomische und rechtliche Aspekte beleuchtet. Das autonome Rangieren ermöglicht die optimierte Disposition und Einsatzsteuerung von Rangierloks im Hafen – sowohl beim Containerumschlag als auch im Automobilumschlag. Die Terminals in Bremerhaven bieten dabei eine ausgezeichnete Plattform, da Bremerhaven einen hohen Bahn-Anteil im Hinterlandverkehr aufweist. Es werden verschiedene Automatisierungsstufen bis hin zur vollständigen Autonomie und Selbststeuerung von Rangierloks beleuchtet. Rang-E bezieht erweitert auch die Kompetenz deutscher Hafenunternehmen bzgl. aktueller Strategien zur Digitalisierung der deutschen Wirtschaft wie Internet of Things (IoT) und Logistik 4.0.

Das Ziel des Forschungsprojekts „OBELiSK - Intelligentes Outdoor Beleuchtungskonzept in einem Hafenumfeld“ ist es, mittels Algorithmen Bewegungsmuster bzw. Bewegungsprognosen aus operativen Daten und DGPS-Koordinaten der Hafenumschlagsgeräte bzw. über Smartphones abzuleiten und so eine intelligente Beleuchtung eines Terminals über das Dimmen von LEDs zu ermöglichen. Zudem müssen bestimmte Flächen über ein zentrales Steuerungssystem bei Sonderereignissen beleuchtet werden können. Das Konsortium schätzt, dass Einsparungspotentiale von ca. 20% des derzeitigen Energieverbrauchs durch die Beleuchtung realisiert werden können.

Das LINCOLN-Projekt hat zum Ziel, die Entwicklung und Produktion von Spezialschiffen zu unterstützen, die in der Lage sind, die gestiegenen Anforderungen an maritime Dienstleistungen durch Sektoren, wie z.B. Aqua-Farming, Offshore Windenergie, Küstenüberwachung, oder Seenotrettung effektiv, effizient und umweltfreundlich zu erfüllen. Hierdurch sollen Innovationen im europäischen Schiffbau und der maritimen Ausrüstungsindustrie ermöglicht und langfristig die Wettbewerbsfähigkeit der EU-Schifffahrt verbessert und werden. Die in drei Anwendungsszenarien definierten Entwicklungsprojekte werden über einen innovativen nutzungsdatenbasierten Entwurfsmodell-Ansatz unterstützt, der reale operative Daten auf See für die Produktentwicklung zur Verfügung stellt und mit Ansätzen aus dem LEAN Management kombiniert, um die effiziente Entwicklung und Umsetzung der neuen Schiffskonzepte zu gewährleisten. Für die Nutzungsdatenerfassung werden in LINCOLN IT-Werkzeuge entwickelt, die auf die maritime Umgebung zugeschnitten sind und eine Informationsbereitstellung für das LEAN-Fact Based Design ermöglichen. Das Projekt umfasst dabei die Forschungsfelder Daten-Akquisition und Interoperabilität, Internet of Things und Simulationen mit Hilfe von High Performance Computing.

Ziel des Projekts ist die Entwicklung und Erprobung eines automatischen Überwachungssystems für Drahtseile auf Basis eines neuartigen und intelligenten Mess- und Auswerteverfahrens. Dabei soll eine mobile Einheit entwickelt werden, welche ebenfalls für einen längeren und dauerhaften Einsatz direkt am Seil konzipiert ist und somit zwei Probleme, die Bewertung des Seilzustands sowie die dauerhafte Überwachung, löst.

Im Fokus steht dabei die Entwicklung eines neuartigen intelligenten Mess- und Auswerteverfahrens zur adaptiven Drahtseilüberwachung, welches Anwendung an verschiedenen Seilsystemen bis zu einem Seildurchmesser von 40 mm findet und die Seile automatisch und kontinuierlich überwacht. Das System soll für den Einsatz an Seilwinden konzipiert werden und als mobiles Prüfsystem sowie als stationäres Überwachungssystem Verwendung finden.

Das Vorhaben ProDiS leistet einen wesentlichen Beitrag zur Steigerung der Innovationskraft deutscher kleiner und mittlerer Unternehmen im Umfeld der Seehafenwirtschaft mit dem Fokus auf die Offshore Windkraft Logistik und dem Umschlag von Containern. Dazu wird ein Konzept für die Entwicklung hybrider Leistungsbündel für Unternehmen aus der Hafenlogistik entwickelt und im betrieblichen Umfeld erprobt. Das Ziel von ProDiS ist die Entwicklung und Erprobung skalierbarer und modularisierter unternehmensübergreifender digitaler Dienstleistungen für den Seehafen der Zukunft.

Am Ende des Projektvorhabens werden anhand von drei ausgewählten Beispielen die Möglichkeiten zur Entwicklung und Erbringung von Dienstleistungen aufgezeigt und auf ihre Wirksamkeit überprüft. Dabei handelt es sich um eine informative Dienstleistung (z.B. verbindliche Wetterdaten), eine planerische Dienstleistung (z.B. integrierte Verfügbarkeitsplanung aller an einem Projekt beteiligte Organisationen) und eine Dienstleistung im Rahmen des sogenannten Operation (z.B. Vorlaufsteuerung zur Optimierung der Umschlagzeiten).

Das Projekt hat eine Laufzeit von drei Jahren und sechs Monaten (11/2015 – 04/2019) und wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unter der Kennziffer 01FJ15081 gefördert.

Bei der Fertigung von Faserverbundbauteilen stellt eine zuverlässige Überwachung des Aushärteprozesses eine Herausforderung dar. In diesem Projekt wurde ein Curing Transponder entwickelt, der die RFID-Technik zur Überwachung des Aushärtungsprozesses nutzt. Hierbei konzentrierte sich das Projekt auf Glas- und Kohlefaserbauteile. Der Curing Transponder kann detaillierte Daten über den Bauteilzustand speichern und senden. Diese Daten fließen in das ebenfalls im Projekt entwickelte Softwaresystem ein. Dieses kann die RFID-Signale interpretieren und den Aushärtungsverlauf visualisieren. Das BIBA - Bremer Institut für Produktion und Logistik übernahm im Projekt die Datenanalyse sowie die Entwicklung von Algorithmen, die zur Interpretation der RFID-Signale notwendig sind, um die Aushärtung zu überwachen. Das Projekt wurde gemeinsam mit dem Faserinstitut Bremen [FIBRE] und den Unternehmen tagItron (Salzkotten) sowie Haindl Kunststoffverarbeitung (Bremen) durchgeführt.

Teilprojekt B5 - Sichere Prozesse

Das Teilprojekt B5 zielt in der 3. Förderphase, aufbauend auf der vorhandenen Demonstratorplatt­form, auf die Realisierung einer automatisierten Qualitätsprüfung von Mikroumformbauteilen. Das Ergebnis wird ein kalibriertes Messsystem sein, das mittels einer schnellen flächenhaften Messtechnik Geometrien in einem Messvolumen von ca. 1mm3 automatisiert erfassen kann. Damit können neben Geometrieabweichungen auch unerwünschte Oberflächenunvollkommenheiten bestimmt werden, die zwar innerhalb der Toleranzen liegen können, aber trotzdem die Struktur der dünnwandigen Bauteile schwächen. Die schnelle Erfassung der Oberflächen wird dadurch von der aktuellen Stichprobenprüfung in der 2. Phase zu einer 100%-Prüfung.

Teilprojekt C4 - Simultaneous Engineering

Die wirtschaftliche Fertigung von Mikrobauteilen zeichnet sich durch ein komplexes Zusammenspiel von Material,- Prozess- und Steuerungsparametern aus. Schon geringe Änderungen in einzelnen Prozessschritten können sich erheblich auf die Fertigungskosten und -qualitäten der Prozesskette auswirken. Im Teilprojekt C4 wird eine Methode zur wirtschaftlichen Auslegung von Mikroprozessketten entwickelt, die auf einer integrierten Fertigungs- und Prozessplanung durch den Einsatz sogenannter Wirknetze beruht. Bei der Fortführung des Projektes steht die Entwicklung von Methoden zum (teil-)automatisierten Prozesskettenentwurf anhand von Bauteileigenschaften im Vordergrund.

Im Rahmen des „Mit uns digital!“ Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrums Hannover hat das BIBA – Bremer Institut für Produktion und Logistik an der Universität Bremen - seit 2016 die Expertenfabrik für „Selbststeuerung in Produktion und Logistik“ aufgebaut und hierzu Demonstrationen, Schulungen und Dialogmaßnahmen für die digitale Produktion und Logistik als kostenloses Angebot insbesondere für kleine und mittlere Unternehmen entwickelt:

 

• Demonstrations- und Informationsveranstaltungen dienen dazu, Unternehmen zu den genannten Themen zu informieren und sie für diese zu sensibilisieren.

• Dialogmaßnahmen beinhalten den besuch von Unternehmen, um gemeinsam individuelle Lösungen zu erarbeiten. Ideen mit Vorzeigecharakter können im Anschluss in Projekten umgesetzt werden.

• Schulungen dienen dazu, Fach- und Führungskräfte hinsichtlich des Zukunftskonzeptes Industrie 4.0 qualifizieren und bei der Potentialermittlung zu CPS im jeweiligen Unternehmen zu unterstützen. Hierzu dient die Vermittlung von Schwerpunktthemen aus dem Kontext von Industrie 4.0.

 

Die Aktivitäten werden in weiter entwickelter Form innerhalb des Projekts "Mittelsand 4.0 Kompetenzzentrum Bremen" fortgeführt.

Das Internet der Dinge (Internet of Things; IoT) bietet vielfältige Möglichkeiten neue Dienstleistungen und Produkte zu entwickeln, Kosten für Gesellschaften zu reduzieren sowie neue Wege, wie Dienstleistungen verkauft und konsumiert werden, zu gestalten. Trotz dieser Perspektiven sind die sogenannten „vertical silos“, die das heutige IoT formen eine der größten Herausforderung. Tatsächlich stellen „vertical silos“ aufgrund der fehlenden Kompatibilität und Offenheit ein ernstzunehmendes Hindernis auf dem Weg zur Gestaltung von domänen-, plattform- und organisationsübergreifenden Dienstleistungen dar. Das bevorstehende H2020-bIoTope-Projekt (Fördervertrag n° 688203) zum Aufbau eines innovativen und offenen IoT Ökosystems für vernetzte intelligente Objekte hat zum Ziel, den Grundstein für offene Innovations-Ökosysteme zu legen mit Hilfe derer Unternehmen befähigt werden – zu minimalen Investitionskosten – innovativ bei der Entwicklung von neuen Systems-of-Systems (SoS)-Plattformen für vernetzte intelligente Objekte tätig zu sein.

Motivation

Der Übergang zwischen verschiedenen Verkehrsmitteln ist oft mit Herausforderungen verbunden, bspw. bei der Mitnahme von Gepäck beim Umsteigen von der Bahn in den Bus. Mobilitätslösungen, die individuell den Übergang zwischen verschiedenen Verkehrsmitteln unterstützen, versprechen eine passgenaue Mobilität und somit höhere Lebensqualität.

Ziele und Vorgehen

Im Projekt soll ein Mobilitätskonzept für die intermodale Mobilität von Personen mit körperlichen Einschränkungen erstellt werden, dessen Hauptgegenstand autonome miniaturisierte Fahrzeuge sind, die während intermodaler Reisen intelligent unterstützen. Für eine effektive Unterstützung (Ein-, Ausstiegs- oder Gehhilfen und Personen- sowie Gepäcktransport), erfolgt eine Kommunikation und Interaktion mit anderen Fahrzeugen (Bahnen, Bussen etc.) und der Infrastruktur (Haltestellen, Aufzügen etc.). Ferner soll eine selbstlernende, adaptive Steuerung und ein modulares Sensorframework konzipiert und so ein teil- und vollautonomes Fahren in konfliktären Verkehrsräumen möglich werden. Außerdem sollen adaptive altersgerechte Benutzerschnittstellen partizipativ gestaltet und das Konzept benutzerseitig evaluiert werden.

Innovationen und Perspektiven

Die Fahrzeuge verbinden Verkehrsmittel intelligent und unterstützen so Übergänge. Durch adaptive Interaktionsschnittstellen und eine intelligente Steuerung für Verkehrsräume mit unterschiedlichen Nutzungen werden Benutzerfreundlichkeit und Effizienz gesteigert.

Im vorliegenden Projekt soll eine IT-gestützte Cowarehousing-Plattform sowie ein entsprechendes Geschäftsmodell konzipiert, implementiert, erprobt und evaluiert werden, so dass geteilte, kleinteilige und kurzfristige Lagernutzungen möglich werden. Das sogenannte Cowarehousing stellt einen äquivalenten Ansatz zum Teilen von Wohnraum (airbnb) in der Logistik dar und sorgt für eine bessere Balance zwischen Auslastung und Überkapazität. Anbieter könnten ungenutzte Lagerflächen über die Plattform kleinteilig und kurzfristig an entsprechende Nachfrager vermieten und so ihre Wertschöpfung steigern. Über die Plattform soll mittels Ansätzen des maschinellen Lernens ein automatisierter Abgleich von Angebot und Nachfrage erfolgen. Ebenfalls soll die Plattform die verschiedenen Parteien bei der Vertragsgestaltung und nutzungsbasierten Abrechnung sowie dem verteilten Bestandsmanagement unterstützen.

Das Vorhaben MESA – Medieneinsatz in der Schweißausbildung konzentriert sich auf den Einsatz digitaler Medien zur beruflichen Bildung in der Schweißbranche. Als branchenspezifische Neuentwicklung können Schweißsimulatoren zukünftig deutliche Vorteile im Lernprozess bieten. An dieser Stelle knüpft das Projektvorhaben MESA an, um digitale Medien in bedarfsorientierte und didaktisch fundierte Aus- und Weiterbildungsmaßnahmen zu integrieren. Dabei erfolgt in MESA eine tiefgehende Auseinandersetzung mit Geräten aller auf dem deutschen Markt agierenden Hersteller. MESA berücksichtigt die allgemeinen Inhalte einer überbetrieblichen Schweißausbildung, untersucht aber auch Möglichkeiten zur Anpassungen des Lernprozesses an spezifische Anforderungen einzelner Unternehmen.

Projektpartner sind das Institut Technik und Bildung der Universität Bremen, die Gesellschaft für Schweißtechnik International mbH mit der Niederlassung Bildungszentren Rhein-Ruhr und die C+P Bildung GmbH. Weitere, assoziierte Partner sind der DVS - Deutscher Verband für Schweißen und verwandte Verfahren e.V., die DVS Media GmbH, die Volkswagen AG, die Alexander Binzel Schweisstechnik GmbH & Co. KG und die Schweißtechnische Lehr- und Versuchsanstalt Nord gGmbH.

Der Online-Vertrieb frischer Lebensmittel und Tiefkühlwaren (E-Food) stellt große Herausforderungen an die technischen Eigenschaften sowie die Wirtschaftlichkeit, Benutzbarkeit und Umweltverträglichkeit der Verpackungslösungen. Vornehmlich werden hierzu Verpackungen aus expandiertem Polystyrol (EPS) bzw. Styropor verwendet. Die Lagerung und Entsorgung von EPS-Verpackungen ist für Privathaushalte jedoch bislang sehr aufwendig und reduziert die Akzeptanz des Online-Kaufs. Das Entwicklungsziel dieses Projektes ist es, die EPS-Verpackung so zu modifizieren, dass sie besser zerkleinerbar und dem Hausmüll zuführbar ist, dabei aber ihre thermodynamischen Eigenschaften behält. Die Aufgabe des BIBA ist die theoretische und simulative Erforschung von Produkt- und Prozessmodellen zur integrierten Simulation und Optimierung des Herstellungsverfahrens.

Der Wettbewerb des Offshore-Windenergieinstandhaltungsservice nimmt kontinuierlich zu. Die Qualität der Dienstleistung stellt das Differenzierungsmerkmal in der Branche dar. Darüber hinaus führen öffentliche Vorgaben zur Notwendigkeit der ständigen Fortbildung der Mitarbeiter. Bedingt durch die dezentralen Servicestationen sind Weiterbildungsmaßnahmen durch den Transfer der Mitarbeiter zu zentralen Qualifizierungsmaßnahmen von hohen Logistikkosten gekennzeichnet. Gleichzeitig führen u.a. die Wetterbedingungen auf See immer wieder zu Freiräumen, welche potenziell für Qualifizierungsmaßnahmen genutzt werden könnten. Um dieses Potenzial zu nutzen, drängt sich der Einsatz der neuen Medien und damit verbunden der Ansatz des e-Learnings auf.

Das Projekt zielt auf eine Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit durch eine effektivere und bedarfsorientierte Weiterbildung des Personals ab. Der präsentierte Ansatz ermöglicht Aspekte der dezentralen und zeitlich flexiblen Vermittlung von Lerninhalten sowie die Motivation des Personals gegenüber dem e-Learning auszubauen. Automatische Analysen von Serviceprotokollen werden zur bedarfsgerechten Gestaltung von Lerninhalten genutzt.

Um den Herausforderungen in einer immer anspruchsvolleren Wettbewerbslandschaft gerecht zu werden, müssen Unternehmen ihre Innovationskraft verstärken und Qualitätsorientierung und fachliches Know-how intelligent zusammenfassen. Sie müssen neue Fähigkeiten (Ressourcen und Wissen) entwickeln und effektive Möglichkeiten finden, um die richtigen Produkte zu liefern.

Das Projekt „Innovativ Kraft“ erarbeitet Methoden und Tools um Unternehmen in die Lage zu versetzen, miteinander zur Innovationsförderung zu interagieren. iKraft wird effektive Innovationsprozesse und damit die Verbesserung der Produkte fördern. Eine gemeinsame Nutzung wird über dies auch weit bessere Renditen für Investitionen, wie Test-Einrichtungen, Ausrüstung, Know-how und der Förderung weiterer Initiativen, geben.

Innovativ Kraft konzentriert sich auf den Umgang mit Metadaten und stellt einen modularen Ansatz zur gemeinsamen Entwicklung von Fähigkeiten in das Zentrum. Das Projekt basiert auf den Bedürfnissen der einzelnen Unternehmen, gemeinsame Lösungen zu entwickeln und legt einen besonderen Schwerpunkt auf die Entwicklung der Nutzung von Testanlagen und des damit verbundenen Know-hows.

Jeder Arbeitsunfall ist ein persönliches Schicksal und zugleich ein wirtschaftlicher Schaden für den Arbeitgeber sowie für die Gesellschaft. Der Einsatzbereich motorbetriebener Flurförderzeuge im innerbetrieblichen Transport birgt ein hohes Gefährdungspotenzial. Unachtsamkeit des Fahrers oder von Personen im Umfeld des Fahrzeugs, schlechte Sicht oder eine Kombination daraus sind dabei häufige Ursachen für Arbeitsunfälle, bei denen Mitarbeiter zu Schaden kommen. Fahrerassistenzsysteme für Flurförderzeuge können hier ansetzen, um die Aufmerksamkeit potentiell betroffener Mitarbeiter im entscheidenden Moment des Auftretens einer Gefahr zu erhöhen und somit die beteiligten Personen zu warnen.

Die Zielsetzung des Projekts ist zum einen, grundsätzliche Methoden zur Steigerung der Arbeitssicherheit beim Einsatz motorbetriebener FFZ aufzuzeigen. Zum anderen wird durch die Anwendung der 2D- und 3D-Bildverarbeitung in einem Demonstrator-Assistenzsystem der Nachweis geführt, dass sich damit die Arbeitssicherheit steigern lässt.

Das Projekt Manutelligence versucht die Bereiche der Produktentwicklung und der Serviceentwicklung in einen gemeinsamen Prozess zu integrieren. Zu diesem Zweck soll eine softwarebasierte Arbeitsumgebung geschaffen werden, die das kooperative Arbeiten an neuen Produkt-Services unterstützt. Die neue Arbeitsumgebung basiert auf einem Lebenszyklusmodell, das sowohl Produkte als auch Services berücksichtigt. Neben traditionellen PLM Werkzeugen aus dem CAD und der Produktionsplanung kommen dabei auch Simulationen zum Einsatz, die Umweltwirkungen und Kosten entlang des Lebenszyklus berechnen. Die zu entwickelnde Arbeitsumgebung wird in vier Anwendungsfällen erprobt und evaluiert. Die Anwendungsfälle umfassen Sportwagen, Kreuzfahrtschiffe, modulare Fertigholzhäuser und additive Fertigungsmachinen.

PSYMBIOSYS zielt auf die Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit der Industrie in Europa durch die Entwicklung einer innovativen Produkt-Service-Engineering-Umgebung, symbolisiert von einem fünfzackigen Stern: Design-Produktion, Produkt-Service, Wissen-Stimmung, EDA-SOA, Business-Innovation. Die Zeit bis zur Markteinführung von attraktiven und nachhaltigen Produkt-Service-Lösungen wird so drastisch reduziert.

Nicht das Produkt selbst, sondern die begleitenden Services entscheiden zunehmend über Markterfolge. Das BIBA hat für Produkt-Service-Kombinationen den Begriff „Extended Products“ (erweiterte Produkte) etabliert, forscht seit Langem auf diesem Feld und leitet das EU-Projekt FALCON mit 13 Partnern aus 8 Ländern. Es beschäftigt sich im Wesentlichen mit dem Gewinnen und Verarbeiten von Nutzungsinformationen für die Gestaltung von Produkten und zugehörigen Dienstleistungen. Dafür bedient FALCON sich sowohl neuester Sensor- sowie Informations- und Kommunikationstechniken als auch des Internets – unter anderem um Feedbacks zur Nutzungsphase eines Produktes zu erhalten. Das Ziel: eine wissensbasierte Konstruktion und neue Werkzeuge für die Produktentwicklung.

Das Forschungsvorhaben "STEVE" zielt auf die Entwicklung eines umweltfreundlichen Luftverkehrssystems ab. Hierbei werden zwei strategische Ziele verfolgt. Das erste Ziel fokussiert auf die Entwicklung umweltfreundlicher Systemtechnologien. Beispiele hierfür sind u.a. leichtere Bauteile oder neue Stromversorgungen (Brennstoffzellen) bzw. deren Eingang in das Flugzeug. Das zweite Ziel fokussiert auf eine Verbesserung der Entwicklungseffizienz und stellt damit einen wesentlichen Wegbereiter für die Entwicklung umweltfreundlicher Systeme dar – insbesondere vor dem Hintergrund steigender Systemkomplexitäten in kürzeren Entwicklungszeiten.

In dem Verbundprojekt JobNet 4.0 entwickelte das BIBA ein softwaregestütztes Entscheidungstool, das kleinen und mittleren Unternehmen der Luftfahrtbranche hilft, für die hier typischen, wechselnden Auftragslagen passende Methoden für die Produktionsplanung und -steuerung (PPS) zu wählen. Mit dem Werkzeug können Produktionsplaner besonders der Lohnfertiger flexibel geeignete PPS-Methoden in Abhängigkeit der jeweils vorliegenden dynamischen Auftragssituation finden. Das kompatibel zu bestehenden Softwaresystemen gestaltete Tool kann schnell in die PPS-Abläufe integriert werden und ist auf andere Branchen wie Maschinen- und Anlagenbau sowie Automobilbau übertragbar. Projektpartner waren die Hamburger Unternehmen Quast Präzisionstechnik GmbH und die FMM Finkenwerder Metall- und Maschinenbau OHG.

Aktuell sind am Markt sehr vielfältige Baumaschinen und Baumaschinenroboter für unterschiedliche Anwendungsbereiche erhältlich. Die Anforderungen an diese Systeme, speziell an deren Bewegungsfreiheit, besonders auf rauer Fläche (Offroad-Bereich) wachsen stetig. Baumaschinen haben aktuell den Nachteil, dass unabhängig von der Art der Fahrantriebe (Räder, Ketten, usw.) eine Querfahrt, das heißt seitliche Bewegungen nach links und rechts bislang nur sehr umständlich und nicht omnidirektional möglich sind. Um die Flexibilität und Einsatzmöglichkeiten von Baumaschinen zu erhöhen, wird im Rahmen des ZIM-Projekts „Omniketten“ die Entwicklung eines omnidirektionalen Kettenantriebssystems für Baumaschinen umgesetzt. Dabei soll ein universeller Geräteträger (Fahrwerksystem) geschaffen werden, der für unterschiedliche Anwendungen vielfältige Einsatzmöglichkeiten bietet, besonders auch für Einsätze auf rauen Untergründen. Um ein Querfahren und damit eine Omnidirektionalität für Baumaschinen sicherzustellen, besteht der Ansatz des hier geplanten Entwicklungsvorhabens darin, die Technik der sogenannte Mecanum-Räder, die in der mobilen Robotik sehr verbreitet sind, mit den Kettenfahrantrieben aus dem Bereich Baumaschinen zu kombinieren. Somit soll eine Fahrantriebstechnik entwickelt werden, die nicht nur Bewegungen in alle Richtungen ermöglicht, sondern auch die hohen Anforderungen an die Robustheit der Baumaschinen-Branche erfüllt.

Für den wirtschaftlichen Betrieb eines Offshore-Windparks bedarf es einer gut abgestimmten und kostengünstigen Logistik. Das Verbundprojekt IeK strebt durch die Verbindung von Vorhersage- und realen Wetter-, Seegang-, Schiffsbewegungs- und Auftragsdaten die Entwicklung eines echt-zeitnahen Planungs- und Steuerungsinstruments an.

Durch den stetigen Ausbau der Offshore-Windenergie und dem daraus erwachsenden Bedarf der Instandhaltung dieser Anlagen, wächst die Anzahl der Versorgungsfahrten in einem erheblichen Maße. Die Vielzahl an Anlagen, die hohen Kosten für den Transport von Material und Personal sowie die steigende Komplexität der Planung führen zu dem Bedarf eines umfassenden Informationssystems zur Planung und Steuerung sowie zur Unterstützung der operativen logistischen Prozesse. Ziel des Forschungsvorhabens, welches das BIBA zusammen mit den Projektpartnern cluetec, energy&meteo sowie der Jade Hochschule durchführt, ist die Entwicklung eines System, welches den Akteuren der Offshore-Windenergie-Servicelogistik in den operativen Entscheidungsprozessen eine fundierte Informationsgrundlage bietet. Dies umfasst die aktuelle und zukünftige Wetter- und Seegangsituation und das individuelle Verhalten der eingesetzten Transportschiffe. Des Weiteren soll das System die Grundlage für eine effiziente und qualitativ hochwertige Vorabplanung des Ressourceneinsatzes auf See bieten. Darüber hinaus wird ein Low-Cost-System zur Wellenmessung entwickelt.

Das im Projekt AR Maintenance System entwickelte Assistenzsystem unterstützt eine/-n Servicetechniker/-

in mit Hilfe einer Datenbrille bei der Durchführung und Dokumentation von Servicetätigkeiten an Windenergieanlagen. Dabei wurde die im Projekt durchgeführte Systementwicklung in die drei Teilbereiche Navigation, Arbeitsanweisung und Produktlebensakte unterteilt. Im Rahmen des Teilsystems Navigation wurde mit Hilfe von Verfahren zur Indoorortung eine Unterstützung der Servicetechniker bei der Orientierung in der Windenergieanlage entwickelt, um das Auffinden definierter Anlagenkomponenten zu erleichtern sowie die systematische Bearbeitung von Serviceaufträgen zu unterstützen. Das Teilsystem Arbeitsanweisung umfasste die Entwicklung einer nutzergerechten Interaktion zwischen der eingesetzten Datenbrille und der/dem Servicetechniker/-in, welche u.a. die Visualisierung von Arbeitsanweisungen im Sichtfeld umfasst. Die Dokumentation, Datensicherheit und Archivierung der Daten waren Inhalt des Teilsystems Produktlebensakte.

Der Cellular Conveyor, abgekürzt Celluveyor, ist ein hochflexibles modulares Förder- und Positioniersystem, das auf dem Ansatz der zellularen Fördertechnik basiert. In den kleinen sechseckigen Modulen befinden sich speziell angeordnete omnidirektionale Räder, die jeweils einzeln und gezielt angesteuert werden. So können mehrere Objekte gleichzeitig und unabhängig voneinander auf beliebigen Bahnen bewegt und positioniert werden. Komplexe Materialflussaufgaben werden mit dem Celluveyor auf kleinstem Raum erledigt.

<p>Unternehmen stehen heute vor der Herausforderung, das Spannungsfeld zwischen Kostendruck und Erhaltung sowie Förderung der Beschäftigungsfähigkeit und Kompetenzentwicklung ihrer Mitarbeiter nicht nur zu lösen, sondern innovativ zu gestalten. Verschärfend kommt die Berücksichtigung der demographischen Entwicklung hinzu. Neuere Untersuchungen bestätigen die notwendige Abkehr von einer defizitären Sichtweise, wonach ältere Beschäftigte aufgrund eines erhöhten Krankheitsrisikos, physisch und psychisch an Beschäftigungsfähigkeit einbüßen und betonen stattdessen die Rolle des Erfahrungswissens sowie dessen Innovationspotenzial. Daher müssen die drei sich gegenseitig beeinflussenden Faktoren betriebliche Altersstruktur, Kompetenzentwicklung und Gestaltung der Arbeitsorganisation betriebsspezifisch in Einklang gebracht werden.</p>

<p>Da es nicht „den einen richtigen Weg“ hinsichtlich der Gestaltung demographiegerechter Arbeit gibt, sind regionale sowie betriebs- und branchenspezifische Aspekte zu berücksichtigen. Deshalb wird im Verbundprojekt ArKoH die Zukunft von Technik, Altersstrukturen, Arbeitsorganisation und notwendiger Kompetenzen analysiert. Die zukünftige Entwicklung in der Fertigung und Installation von Offshore-Komponenten und anderer hafenbezogener Tätigkeiten wird antizipiert und untersucht.</p>

<p>Ziel des Verbunds ist es, in enger Anbindung an technologische und betriebliche Entwicklungsprozesse, die sich wandelnden Arbeitsprozesse zu ermitteln, um entsprechende Weiterbildungskonzepte abzuleiten. Da insbesondere in kleinen und mittelständischen Betrieben das finanzielle und zeitliche Budget für Weiterbildung und Personalentwicklung sehr knapp bemessen ist, wird das Lernen am Arbeitsplatz nicht im Sinne herkömmlicher Ansätze wie z.B. Seminarphasen ergänzt, sondern durch den Einsatz spielerischer Methoden, die neben dem eigentlichen Arbeitsprozess eingesetzt werden können (Serious Gaming). Gemeinsam mit den Unternehmen in der Offshore-Industrie wird ein Konzept für die arbeitsprozessintegrierte Kompetenzentwicklung entwickelt und im betrieblichen Umfeld erprobt und evaluiert.</p>

<p>Das Projekt hat eine Laufzeit von drei Jahren und drei Monaten (12/2013 – 02/2017) und wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unter der Kennziffer 01FK13058 gefördert</p>

<b>Transfer Projekt T3 - Mikrokavität</b><br><br>

Erhöhte Anforderungen an die Qualität von Mikrobauteilen erfordern eine Entwicklung, weg von einer stichprobenhaften, hin zur voll automatisierten 100% Prüfung. Die Realisierung einer solchen 100% Qualitätsprüfung von Mikrobauteilen zerfordert ein Zusammenspiel von schnellen Mess- und Auswerteverfahren. Im Rahmen des Transferprojektes T3 wird in Zusammenarbeit mit dem Nachbarinstitut BIAS und dem Industriepartner Hubert Stüken GmbH & Co. KG ein solches Verfahren realisiert. Das BIBA entwickelt hierbei Auswertealgorithmen, die speziell auf die am BIAS entwickelte digitale Holografie und die hohen Taktgeschwindigkeiten der Hubert Stüken GmbH & Co. KG zugeschnitten sind.

Im Projekt „preInO“ wurden mittels künstlicher Intelligenz und automatischer Datenanalyse Werkzeuge und Methoden zur Realisierung einer preagierenden Instandhaltungsstrategie entwickelt. Die Validierung erfolgt anschließend anhand eines im Projekt entwickelten Demonstrators. Hierbei wurden große Optimierungspotentiale hinsichtlich der Planung des Einsatzes von Personal, Ersatzteilen und Transportmitteln aufgedeckt. Das Projekt wurde gemeinsam mit dem Windenergieanlagenbauer SENVION aus Hamburg und dem Softwareentwickler SWMS aus Oldenburg durchgeführt.

Im Rahmen des Fortissimo Projektes wird ein Experiment durchgeführt, das Entwicklungsprozesse bei Sportbooten nachhaltig verbessern soll. Dazu werden reale Nutzungsdaten von Booten gesammelt und analysiert. Mit den gewonnen Erkenntnissen sollen Schiffsprofile, entsprechend den realen Bedingungen auf See, angepasst werden. Die notwendigen Strömungssimulationen der Sportbootprofile sollen über einen Hochleistungsrechner (Supercomputer) effizient und schnell durchgeführt werden.

Das BIBA unterstützt im HeighSea Experiment die Beschaffung von Nutzungsdaten. Dazu wird das im BOMA Projekt entwickelte Universal Marine Gateway (UMG) auf mehreren Booten implementiert. Die UMGs werden im Anschluss an die Informationssysteme der übrigen Projektpartner angebunden.

In der Intralogistik geht von Flurförderzeugen ein großes Unfallrisiko aus. 2010 gab es in Deutschland über 10.000 meldepflichtige Unfälle. Vor dem Hintergrund des demografischen Wandels und des drohenden Fachkräftemangels wird der Erhalt der Gesundheit der Beschäftigten in der Logistik immer wichtiger. Unfallbedingte Ausfälle verursachen zusätzlich zu direkten Kosten einen Know-how-Verlust, der vor allem in kleinen und mittleren Unternehmen häufig nicht kompensiert werden kann. Im Projekt IntraSafe wird daher ein nachrüstbares und herstellerunabhängiges Assistenzsystem für Flurförderzeuge entwickelt, das durch Vernetzung von Menschen, Waren und Flurförderzeugen eine aktive Vermeidung von Gefahrensituationen ermöglicht.

Die Kopplung von zentraler Produktionsplanung mit autonomer Produktionssteuerung ermöglicht die Verbindung der Vorteile zentraler Ansätze mit denen autonomer Steuerungsansätze. Autonome Steuerungsansätze ermöglichen eine bessere Beherrschung von Dynamik und Komplexität in logistischen Prozessen. Entscheidender Vorteil zentraler Planungsansätze ist die hohe Planungsgenauigkeit, die von Nutzern der PPS-Systeme auch zukünftig erwartet wird. Daher ist es essenziell für die industrielle Anwendung und Akzeptanz bei den Nutzern, diese Planungsgenauigkeit bei der Kopplung mit autonomer Produktionssteuerung beizubehalten.

Die zentrale Forschungsfrage bestand daher in der Entwicklung effizienter Methoden für die Kopplung von zentraler Produktionsplanung mit autonomer Produktionssteuerung. Ziel war dabei die Verbesserung sowohl der logistischen Leistung als auch des Grads der Produktionsplanerfüllung in Produktionssystemen.

Der Anteil der Luftfracht am Gesamtgüterverkehr beträgt zwar lediglich ein Prozent, jedoch werden 40 Prozent des Transportwarenwertes per Flugzeug befördert. Hinzu kommt, dass rund 60 Prozent der Fracht in Passagiermaschinen transportiert wird. Aus diesem Grund werden Luftfrachtlieferketten durch strenge Sicherheitsvorgaben reglementiert.

Zu den Aufgaben des BIBA zählte unter anderem die Analyse vorhandener Logistikprozesse und vorliegender Regularien zur Abwicklung von Luftfracht. Aufbauend auf den Funktionen der entwickelten Lösungen hat das BIBA neue Logistikprozesse designt. Sie sollen zur Erhöhung des Automatisierungsgrades

und zur weiteren Digitalisierung beitragen. Am Flughafen Bremen wurden die neuen Prozesse in Testreihen evaluiert.

Fördermittelgeber Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unter der Kennziffer 13N12640 gefördert.

Personen- und Warensicherheit an Flughäfen ist ein aktuelles wie komplexes Thema, das insbesondere durch die Qualität der von Menschen durchgeführten Sicherheitskontrollen bestimmt ist. Das Gesamtziel des Projektes RISKLES ist die Konzeption und exemplarische Implementierung eines standardisierten Personalmanagementprozesses zur Risikominimierung beim Einsatz von Fachleuten für Flughafensicherheit.

Hierzu sollen die Praktiken in der Luftsicherheit durch effektive Einstellung neuer Mitarbeiter sowie die kontinuierliche Kompetenzentwicklung der aktuellen Mitarbeiter verbessert werden. Dies betrifft insbesondere die Themen im Bereich Risikoerkenntnis und Management, und Verbesserung bzw. Austausch von Know-How. Die Erforschung

bereits praktizierter sowie zukünftiger Methoden und Prozesse zur Unterstützung der Auswahl und der Entwicklung des Personals in einem sicherheitskritischen Bereich sind ein Kerninhalt des RISKLES Projektes.

Das Verbundvorhaben ist unterteilt in verschiedene Teilprojekte und das BIK beschäftigt sich im Rahmen des Teilprojekts der Universität Bremen mit der Identifikation bereits vorhandener Methoden und Werkzeuge im Bereich Wissensmanagement, der Aufnahme der bestehenden Anforderungen und gegenwärtigen Praktiken im Bereich Luftsicherheit, und der Entwicklung eines IT-gestützten,

kennzahlenbasierten Systems, welches in den übergeordneten RISKLES Personal- und Sicherheitsmanagement-Referenzprozess eingebettet wird.

Hiermit soll deutlich gemacht werden, dass die Prozesse in einem sicherheitsrelevanten Umfeld unterstützt und die Standards nachhaltig erhöht werden können. Beispielsweise

sollen wissensbasierte Systeme dabei helfen, vorhandenes Wissen innerhalb eines Arbeitsablaufes zu archivieren und es in der Einarbeitungsphase neuer Mitarbeiter und bei der

Weiterbildung an entsprechende Fachkräfte zu verteilen.

Im Rahmen des Projekts Next Generation Thermopack wurde ein innovatives Verpackungssystem für den Versand von Tiefkühlwaren entwickelt. Gegenüber herkömmlichen Lösungen kann mit der gleichen Menge an Trockeneis ein weitaus längerer Kühlzeitraum realisiert werden. Dies spart Kosten und schont die Umwelt. Das vorqualifizierte Verpackungssystem wird exklusiv von dem Bremerhavener Unternehmen K+S (Kühl- und Spezialtransporte GmbH) vertrieben, welches die entsprechenden Behälter- und Kühlelementlösungen gemeinsam mit dem BIBA entwickelt hat.

Das Ziel von FITMAN (Future Internet Technologies für die Fertigungsindustrie) ist die Evaluation der FI-PPP-Core-Plattform anhand von 10 Studien, welche von der Industrie getrieben werden. Die Studien adressieren die Anwendungsbereiche smarte, digitale und virtuelle Fabriken. Hierfür werden die FITMAN Trials die Eignung, Offenheit und Flexibilität der FI-WARE Generic Enablers testen und bewerten. Das Projekt wird sich bei STEEP (Social, Technological, Economical, Environmental and Political) beteiligen, um die Nachhaltigkeit der europäischen Fertigungsindustrie zu stärken.

Insbesondere bei sensiblen Gütern wie beispielsweise

Lebensmittel, pharmazeutische Produkte,

chemische Produkte oder High-Value-Elektronikartikel,

die empfindlich auf Umwelteinflüsse wie

Temperaturschwankungen, hohe Luftfeuchtigkeit,

Stöße oder ähnliches reagieren, treten häufig

Qualitätsmängel nach dem Transport auf. Heutzutage

behelfen sich die Versender bzw. Empfänger

sensibler Güter mit Datenloggern, die während

des Transportes die Umwelteinflüsse messen und

speichern. Hierdurch lassen sich zwar Fehler der

Transporteure nachweisen, diese Fehler werden

jedoch erst im Nachhinein aufgedeckt. Die Folgen

sind zum einen die Verschwendung von hochwertigen

Gütern sowie damit einhergehende finanzielle

Verluste und zum anderen Zeitverluste (Nachschubbeschaffung)

mit folgendem Terminverzug

und daraus resultierender Kundenunzufriedenheit.

Im Rahmen der SIGNO-Förderung wurde das am

BIBA entstandene Patent für eine „anpassbare

Telematik“ zum Produkt weiterentwickelt. Diese

Telematik besteht neben dem herkömmlichen

GPRS-Gateway mit GPS-Modul aus drahtlosen

Sensormodulen, die es ermöglichen Umgebungswerte

wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Erschütterung

direkt an der Ware während der Transportund

Lagerzeiten zu erfassen und diese Information

über das Gateway online zur Verfügung zu stellen.

Das Online-Monitoring ermöglicht zum einen ein

zeitnahes Reagieren auf Störungen und Fehler, um

Warenverluste zu reduzieren, zum anderen können

durch die geschaffene Transparenz Fehlerpotenziale

frühzeitig erkannt und gezielt Maßnahmen

zur Vermeidung dieser Fehler eingeleitet

werden. Zudem wird die Transparenz der Objekte

zur Tourenplanung genutzt, sodass die Effizienz

der Logistik erhöht wird. Ein weiterer Vorteil der

anpassbaren Telematik ist, dass das System eine

unautorisierte Nutzung des Ladungsträgers registriert

und den Nutzer über den Verlauf und den

aktuellen Standort informiert.

Im Projekt wurde neben der Telematik ebenfalls

ein Webportal entwickelt. Die Funktionalität beider

Systeme wurde in Zusammenarbeit mit der

HOYER Multilog in mehreren Feldtests geprüft

und nachgewiesen. Mittels des Systems konnten

logistische Bewegungen der Ladungsträger energieeffizient

und online überwacht sowie diese

Transparenz zur Optimierung von logistischen

Abläufen eingesetzt werden

Im Forschungsprojekt CyProS wurden Methoden zur Entwicklung von Cyber-Physischen Systemen (CPS) erarbeitet, welche zu einer höheren Transparenz und zu einer besseren Beherrschung der Komplexität führen. Das BIBA hat hierzu die Anforderungen an die Produktionslogistik in der Zahnradfabrik der Wittenstein AG analysiert und Verbesserungspotentiale identifiziert. Um diese Potentiale zu erschließen, hat das BIBA ein Konzept für ein Cyber-Physisches Logistiksystem, den sog. <a href="www.youtube.com/watch" target="_blank">"Milkrun 4.0"</a>, erarbeitet und dieses Konzept mittels einer Simulationsstudie validiert. Das Ergebnis der Simulation war, dass durch den „Milkrun 4.0“ der Aufwand der Materialversorgung um 30 Prozent reduziert wird und die Reaktionsfähigkeit steigt. Die prototypische Umsetzung in der Fabrik der Wittenstein AG oblag dem Projektpartner aio IT for Logistics GmbH.

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Zudem wurde ein <a href="www.biba.uni-bremen.de/industrie4.html" target="_blank">Kompetenz- und Transferzentrum</a> für Industrie 4.0 am BIBA initiiert. Zum einen werden in diesem Zentrum CPS-Anwendungen entwickelt und getestet. Zum anderen wird das breite Spektrum von CPS-Anwendungen präsentiert, um den Transfer der Forschungsergebnisse in die Industrie zu fördern.

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Einen kurzen Einblick in das Thema "Zukunftsprojekt Industrie 4.0" zeigt dieser von der dpa produzierte <a href="youtu.be/t1kgGHf3q3I" target="_blank">Spot</a>.

Das europäische Projekt LinkedDesign hat zum Ziel die Produktivität in der Produktentwicklung zu steigern, indem es eine integrierte, ganzheitliche Sicht auf Daten, Personen und Prozesse über den gesamten Produktlebenszyklus nutzt und damit einen Wettbewerbsvorteil für die Entwicklung neuer Produkte und Fertigungsverfahren bietet.

Um dieses Ziel zu erreichen wird das Projekt eine integrierte Engineering und Fertigungs-Plattform (genannt LEAP) als integriertes Informationssystems für die Produktentwicklung und Produktion implementieren. LEAP vereinigt dabei alle Produkt-Lebenszyklus relevanten Informationen. Neben dem einheitlichen Zugriff auf das integrierte Informationssystem wird LEAP Lösungen zur Wissensextraktion, wie “sentiment analysis” oder “Design Decision Support” enthalten.

(EU, FP7 NMP, 09/2011-2/2015).

Ziel des SaMSys-Projekts ist es, dem Flugsicherheitsoffizier einer Fluggesellschaft ein Werkzeug an die Hand zu geben, welches ihn dabei unterstützt, die Sicherheitslage der Airline bewerten zu können und ihm ein proaktives Sicherheitsmanagement zu ermöglichen.

Bisherige Ansätze beschränken sich lediglich darauf, mit statistischen Methoden die verschiedenen Daten einer Airline auszuwerten um Trends zu erkennen und entsprechend zu reagieren. Diese Mittel lassen sich jedoch nur noch bedingt wirkungsvoll einsetzen, da bei der vorherrschenden Sicherheitslage messbare Vorfälle so selten auftreten, dass die vorliegenden Datensätze einer einzelnen Airline nicht mehr ausreichen um aussagekräftige Statistiken zu bilden. Desweiteren sind gar nicht alle möglichen Fehlerquellen (z.B. anthropogene Fehlerquellen) direkt in Datenquellen erfasst, so dass auch hier die bestehenden Systeme an ihre Grenzen stoßen.

Hier setzt das Projekt an, indem eine ganzheitliche Methodik entwickelt wird, die neben den direkt messbaren Datensätzen auch andere Sicherheitsfaktoren wie zum Beispiel die Reaktion von Piloten in Stresssituationen oder die Geschäftsprozesse der Airline mit einbezieht und daraus Kennzahlen zur Sicherheitslage der Airline berechnet.

Es wurden verschiedene Prototypen implementiert, mit denen die Machbarkeit der geplanten Methodik verifiziert werden konnte.

In diesem Forschungsvorhaben wurde eine integrierte Methode für den Bereich der Produktionsplanung und den anschließenden überbetrieblichen Transport zu verschiedenen Zielen entwickelt. Inhalt dieses Forschungsvorhabens war die Entwicklung und Bewertung einer Planungsmethode, die für den betrachteten Ausschnitt der Lieferkette eine hohe Integration der beiden Teilprobleme aufweist. Übergeordnetes Ziel war dabei die Entwicklung heuristischer Methoden zur Lösung des integrierten Planungsproblems mit einer starken Verzahnung der beiden Teilprobleme zur Erreichung eines hohen Integrationsgrades einerseits und zur Ausschöpfung des Optimierungspotenzials andererseits. Zur Erfüllung dieser Anforderung wurde zum einen durch den Einsatz eines evolutionären Algorithmus eine Ausgangslösung über mehrere Generationen verändert und schrittweise aufeinander abgestimmt. Zum anderen wurde eine neue Strukturierung des Planungsprozesses durch eine mehrstufige Dekomposition und Integration des gesamten Planungsproblems entwickelt.

Das Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer Roadmap zur Förderung von IKT-Innovationen im Transport- und Logistiksektor in Europa.

Der Themenbereich Transport und Logistik gehört zu den Prioritäten der neuen EU-Förderperiode 2014-2020, die es vorsieht, nachhaltige, integrierte und „intelligente“ Transportsysteme bis 2050 zu etablieren. Neue IKT-Technologien für den Transportsektor haben mittlerweile die nötige Marktreife erlangt. Das Problem bei der Implementierung sind allerdings verschiedene Standards und Regelungen, welche die Datenübertragung und Kompatibilität von Systemen verhindern. Eine weitere Herausforderung ist der Mangel an Zusammenarbeit unter Supply-Chain Akteuren sowie fehlende Akzeptanz neuer Technologien und Services.

Diese Herausforderungen werden vom MAPDRIVER Projekt durch folgende Maßnahmen adressiert: 1) Erstellung einer Roadmap zur Förderung der Marktnachfrage nach und -aufnahme von Innovationen durch entsprechende Politikmaßnahmen; 2) Verbreitung der innovationsunterstützenden Maßnahmen als Ergänzung der europäische Initiativen (z.B. Horizon 2020, TEN-T und Connecting Europe Facility); 3) Stärkung der Nachfrage nach europäischen Innovationen durch die Einbindung von Stakeholdern aus dem privaten und öffentlichen Sektor.

jasimaSolutions bietet simulationsbasierte Optimierung von Produktions- und Logistikprozessen. Aufbauend auf der eigenen, sehr leistungsfähigen und flexibel anpassbaren Simulationsbibliothek jasima (Java Simulator for Manufacturing and Logistics, jasima.googlecode.com) können betriebliche Prozesse realitätsnah abgebildet und quantitativ bewertet werden. Die hohe Simulationsgeschwindigkeit von jasima erlaubt es, in Echtzeit eine große Anzahl an Entscheidungsalternativen zu bewerten. Hierdurch wird es möglich, stets die beste Alternative auszuwählen und somit Kosten zu sparen, sowie die Logistikqualität deutlich zu verbessern (Durchlaufzeiten reduzieren, Termintreue erhöhen).

Für das Projekt, das auf Grundlagenforschung im Bereich der echtzeitfähigen Reihenfolgeplanung aufbaut, konnte erfolgreich ein EXIST Gründerstipendium des BMWi (www.exist.de) eingeworben werden.

Produktionsprozesse sind in der Regel energieintensiv. Werden Naturstoffe betrachtet, bewirken schwankende Qualitätsmerkmale der Eingangsprodukte eine Anpassung des Aufbereitungs- und Veredlungsprozesses. Der Energieverbrauch zur Produktion von Mischfutter schwankt je nach Veredlungsniveau zwischen 45-120 kWh/t. Bei einer Mischfutterproduktion von 21,3 Millionen t/a in Deutschland kann von einem Gesamtjahresverbrauch von ca. 1,5 Milliarden kWh/a ausgegangen werden. In diesem Vorhaben steht die Verbesserung der Energieeffizienz im Mittelpunkt. Eine notwendige Voraussetzung ist, dass bei den zu erarbeitenden Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz keine Qualitätseinbußen der Produkte entstehen bzw. möglichst Qualitätsverbesserungen durch eine verbesserte Prozesskontrolle erreichbar werden. Ebenfalls steht die Erhöhung der Prozesssicherheit und damit die Konstanz der Produktqualität im Vordergrund.

Im Rahmen des Projekts PaTRo wurde ein Demonstrator des zum Patent angemeldeten Paletten-Tagging-Roboters gebaut. Dieser kann Holz-Flachpaletten automatisiert mit RFID-Transpondern versehen. Die Innovation des Roboters liegt darin, dass er RFID-Transponder direkt an gestapelten Paletten anbringen kann. Da der Stapel die verbreitetste Form der Lagerung von Holz-Flachpaletten ist, kann das Gerät universell eingesetzt werden. Um die Mobilität des Geräts sicherzustellen wurde bei der Entwicklung darauf geachtet, dass die Anzahl der Komponenten des Geräts möglichst gering ist. So nutzt der Roboter den Stapel, um sich daran abzustützen und nach oben zu bewegen. Dabei stoppt die Maschine an jeder Palette, fräst eine Vertiefung und versieht die Palette mit einem RFID-Transponder. Der Demonstrator verdeutlicht interessierten Industriepartnern das Potenzial des zum Patent angemeldeten Paletten-Tagging-Roboters.

Im Rahmen des Projekts „RobLog“ wurden Methoden und Technologien zur Entladung von universellen logistischen Stückgütern aus Überseecontainern entwickelt. Der Fokus lag hierbei auf der Kognition bei der Erkennung und Handhabung der Stückgüter, sowie der autonomen, automatisierten Entladung durch das System. Es wurden zwei Demonstratoren gebaut, um die entwickelten Verfahren und Technologien in unterschiedlichen Szenarien zu integrieren und zu validieren. Das erste, wissenschaftlich motivierte, Szenario deckte die Entladung ungeordneter, heterogener Stückgüter ab und das zweite Szenario betrachtete die Entladung von schweren Kaffeesäcken unter realen, industriellen Bedingungen. Zur Erkennung, Klassifizierung und Lokalisierung der Güter wurde ein universell einsetzbares Objekterkennungsverfahren entwickelt, welches für beide Szenarien eingesetzt wurde. Für die Handhabung der Objekte wurden jeweils auf die Anforderungen der Szenarien abgestimmte Roboter mit zugehörigem Greifer entwickelt und mit entsprechender Steuerungssoftware ausgerüstet. Durch Tests und Evaluation beider Systeme konnte die Erfüllung der im Projekt spezifizierten Anforderungen erfolgreich nachgewiesen werden.

Bei der Entwicklung neuer Fahrzeugkennzeichen wird zunehmend RFID-Technik eingesetzt. Dies eröffnet den Behörden und dem Fahrzeughalter neue Möglichkeiten. So bieten Fahrzeugkennzeichen beispielsweise eine höhere Fälschungssicherheit, eine Erfassung auch unter widrigen Umweltbedingungen. Für den Fahrzeughalter bietet die neue Technik mehr Komfort, wie eine automatische Schrankensteuerung oder ein verbessertes Fuhrparkmanagement durch eine permanente Inventur.

Das Projekt bewertete die durch den Auftraggeber entwickelten Smart Label als sogenannte dritte Kennzeichen in der Windschutzscheibe von Fahrzeugen hinsichtlich ihrer technischen Leistungsfähigkeit. Zur Untersuchung der passiven RFID-Komponenten im UHF-Frequenzbereich wurden unterschiedliche Tests im Hochgeschwindigkeitsbereich bis zu 250 km/h durchgeführt. Im Rahmen der Tests konnte nachgewiesen werden, dass eine Identifikation von Fahrzeugen mittels an der Windschutzscheibe angebrachten Smart Labeln zuverlässig möglich ist.

Zielsetzung des Projekts ist es, eine Software-Umgebung zu entwickeln, die Business Innovation in virtuellen Unternehmensnetzwerken fördert. Dabei werden sowohl der Bereich Innovation als auch die kontinuierliche Verbesserung der Produktion aufgrund ihres engen Zusammenhangs gleichermaßen miteinbezogen und in die bestehenden Unternehmenssysteme integriert.

Im Rahmen des Projekts werden die wesentlichen Konzepte, Modelle und Methoden im Bereich Innovation strukturiert und Kennzahlen ermittelt, auf deren Grundlage ein Rahmenwerk für Innovation in virtuellen Unternehmensnetzwerken entwickelt wird. Auf diese Weise wird Innovation ermöglicht und Innovationsprozesse unterstützt.

Ziel des Projekts ist Förderung der Integration und der Entwicklung von fünf europäischen Regionen: Kanarische Inseln (ES), Bremen (DE), Marmara (TR), Calabria (IT) und Ruse (BG) hinsichtlich regionaler F&E- Kapazitäten, der Forschungsstrategie und Innovationsfähigkeit, wirtschaftspolitischer Rahmenbedingungen bezogen auf intermodalen Verkehr. Durch gegenseitige Lernprozesse und Kooperationen zwischen regionalen, Clustern, vertreten durch 18 Partner aus Regierung, Forschung und Industrie, wird eine transnationale Strategie zur Entwicklung innovativer Maßnahmen ausgearbeitet. Dadurch können neue Kooperationen zwischen regionalen Akteuren generiert werden, die sich gemeinsam transportbezogenen Fragestellungen widmen.

Das wissenschaftliche Vorprojekt EUNA diente zur Schaffung von Erkenntnissen über den möglichen Beitrag mobiler Computersysteme und Informationstechnologien für eine bessere und erleichterte soziale und ökonomische Teilhabe älterer Arbeitnehmer in der Arbeitswelt. Der Fokus der Untersuchung lag auf Unternehmen in Produktion und Logistik. Zur Erlangung der Erkenntnisse in den genannten Branchen führte das BIBA – Bremer Institut für Produktion und Logistik zusammen mit dem Institut für Textiltechnik (ITA) der RWTH Aachen University eine empirische Untersuchung durch. Das unter dem Kontext des „Ambient Assisted Working“ (AAW) einzuordnende Thema wurde hinsichtlich des Status Quo und der zukünftigen Entwicklungschancen betrachtet. Sowohl Technologieanwender als auch Technologieanbieter aus dem Bereich mobiler Systeme wurden in die Untersuchung mit einbezogen. Das Vorgehen war zweistufig angelegt. Aufbauend auf explorativen Workshops bzw. persönlichen Interviews erfolgte eine Online-Umfrage zur Evaluation der erlangten Erkenntnisse.

Im Rahmen des Projekts konnten die Wahrnehmung des demografischen Wandels sowie die Einschätzung und Akzeptanz von mobilen Informationstechniken (Wearable Computing Systemen) in der Industrie erfasst werden. Die Untersuchung zeigte als Ergebnis, dass die Alterung der Belegschaften insbesondere in großen Produktionsunternehmen, z. B. in der Automobilbranche, als Herausforderung gesehen wird. Zur Begegnung dieser Herausforderung haben die Unternehmen bereits verschiedene Aktivitäten gestartet, die jedoch noch ergänzt werden müssen. Neue Technologien, wie Wearable Computing, werden als Teil der Lösung gesehen, um den Ansprüchen des demografischen Wandels zu begegnen. Jedoch besteht noch Unsicherheit hinsichtlich konkreter Anwendungsszenarien. An zukünftige Wearable Computing Lösungen werden dabei hohe Anforderungen bezüglich technischer Zuverlässigkeit, einfacher Bedienbarkeit und den Schutz der Nutzerdaten gestellt.

Die im Projekt gewonnenen Erkenntnisse wurden in Form eines Visionspapiers sowie eines Filmbeitrag zu den Potenzialen von Wearable Computing für alternde Arbeitnehmer dokumentiert.

Im Rahmen des Projektes wurde ein Arbeitsorganisationskonzepts für die Substitution eines Fertigungsprozessschritts in der Luftfahrtindustrie entwickelt. Dabei wurde die Fertigungstechnologie des Reibrührschweißens (FSW) unter dem Aspekt der Serientauglichkeit mit dem Ziel TRL5/6 betrachtet. Hierzu wurde ein Fachkonzept erstellt, das die fertigungs- und logistikgerechte Implementierung des neuen Fertigungsprozessschritts unter Beachtung der für das FSW erforderlichen Infrastruktur beschreibt. Im Rahmen der Spezifikation des Konzeptes wurden zudem die relevanten Qualitätssicherungssysteme berücksichtigt.

Der Oktopusgreifer ist ein innovatives, neues Grei-

fersystem, das auf einem bionischen Ansatz basiert: Es

verbindet ein kraftschlüssiges mit einem formschlüs-

sigen Greifprinzip. Kern der Erfi ndung sind fi ngerarti-

ge Fransen, die an einem rotierenden Rundriemen

montiert sind. Die Fransen selbst sind als biegeschlaff e

Finger konzipiert, in die ein schmaler Kanal zur Vaku-

umdurchführung integriert ist. Beim Einschalten des

Vakuums erhöht sich die Steifi gkeit der Finger, und es

wird eine formschlüssige, jedoch nicht permanente

Verbindung mit den Packstücken aufgebaut.

Da allein auf Basis dieses Prinzips keine zuverlässige

Handhabung garantiert werden kann, wird es durch

eine kraftschlüssige Verbindung unterstütz t. Dafür

sind in den Spitz en der Fransen zusätz liche Öff nungen

vorgesehen, durch die das Vakuum die Objekte ansau-

gen kann.

Die Kombination dieser beiden Wirkprinzipien er-

möglicht das Greifen von Objekten in der Weise, wie

ein Oktopus seine Beute festhält. Dabei wird vor-

nehmlich von dem Anwendungsfall der Entladung

eines chaotisch beladenen Containers ausgegangen.

Bei der Entladung zieht die rotatorische Bewegung der

Riemen die Objekte.

Im Rahmen des Projekts wurde ein Output-orientiertes, modulares Weiterbildungsangebot für den Einsatz von Robotik in der Logistik entwickelt und erstmalig durchgeführt. Auf diese Weise konnte die Entscheidungskompetenz und die Fachkompetenz in den teilnehmenden Betrieben in diesem Bereich erhöht werden. Das Angebot wurde praxisnah entwickelt und zeigte den Teilnehmer/-innen in sechs voneinander unabhängigen Modulen die Potenziale, Einsatzmöglichkeiten und Grundkenntnisse der Robotik in der Logistik auf. Zu den Zielgruppen des Angebots zählten gleichermaßen MitarbeiterInnen der Führungsebene und der technischen Leitung sowie TechnikerInnen und FacharbeiterInnen.

Seit 2007 wird am BIBA die Online-Studie RoboScan durchgeführt. Jede Studie widmet sich einem speziellen Schwerpunktthema und soll darüber Aufschluss geben, wie sich der Technologieeinsatz im Feld der Robotik-Logistik entwickelt hat und wo zukünftige Einsatzgebiete und Aufgaben liegen können. Die Befragung richtet sich an Experten aus Logistikunternehmen, von Technologieanbietern sowie Berater und Forscher. In diesem Jahr hat das BIBA die Studie RoboScan’14 mit dem Schwerpunktthema „Mensch-Maschine-Interaktion“ durchgeführt.

Die Relevanz, die der Einsatz von logistischen Automatisierungslösungen für die Studienteilnehmer hat, ist gestiegen. In 2012 gaben nur knapp ein Drittel der befragten Teilnehmer an, dass Automatisierungslösungen „extrem wichtig“ für das Unternehmen bzw. für Logistikunternehmen sind. Demgegenüber sagen dies in diesem Jahr knapp die Hälfte (46 Prozent) aller Befragten und auch über die Hälfte der Befragten Logistikunternehmen (67 Prozent). Neben der Wichtigkeit des Themas nimmt auch die Zahl der im Einsatz befindlichen Roboterlösungen weiter zu. In diesem Jahr geben 67 Prozent der befragten Logistikunternehmen an, dass sie bereits Robotertechnologien einsetzen. Dies ist eine deutliche Steigerung zu 2012 (47 Prozent) und auch zu den Ergebnissen aus 2007 (41 Prozent). Das größte Potential für einen Robotereinsatz wird in der Neugestaltung von Logistikkonzepten und Innovation gesehen, wobei der Roboter möglichst einfach zu bedienen und zu programmieren sein soll. Hinsichtlich der Mensch-Maschine-Interaktion werden Vielfältige Anwendungsmöglichkeiten aber auch Hemmnisse, wie beispielsweise in Sicherheitsfragen, gesehen. Fast alle Befragten (96 Prozent) geben an, dass der Einsatz von Automatisierungslösungen für Logistikunternehmen in den nächsten fünf Jahren „absolut wichtig bis wichtig“ ist.

Weitere Studienergebnisse finden Sie im Kurzreport.

GaLA ist ein Network of Excellence in dem Bereich Serious Gaming. Einer der Hauptziele ist es die europäische Industrie und Forschung im Spielebereich zu stärken und deren

Es hat 31 Partner aus 14 europäischen Ländern.

Ihre Hauptaktivitäten sind in den Bereichen:

Forschunsintegration und Harmonisierung

Gemeinsame Forschungsaktivitäten

Verwertung

<p><i>"Bis 2015 werden neue Service-orientierte Management-Methoden und das Internet der Zukunft es virtuellen europäischen Fabriken und Unternehmen ermöglichen, sich selbst in verteilten, autonomen, interoperablen, nicht-hierarchischen Innovation Ecosystems mit materiellen und immateriellen Vermögenswerten dynamisch entlang der globalisierten Wertschöpfungskette End-to-end zu organisieren."</i></p>

<p>Diese MSEE 2015 Vision basiert auf zwei sich ergänzenden Säulen, die in den letzten 10 Jahren die Forschung zu virtuellen Organisationen, Fabriken und Unternehmen geprägt haben: Service Oriented Architectures (SOA) und Digital Business Ecosystems (DBE).</p>

<p>BIBA führt ein AP zur Methodik für das Requirements Engineering & Evaluation und ein zweites AP bezüglich virtuellen Fabriken und Industrial Models. Es wird auch die Arbeit zum Referenzrahmen für Innovation Ecosystems leiten. Darüber hinaus wird das BIBA zu Aktivitäten bezüglich Leistungsmessung der MSEE Services, Maturity Models und Change Management, Service-basierte Innovation Ecosystems sowie in Service Life Cycle Management beitragen.</p>

Das Ziel von InnoMatNet ist die Bildung einer Innovationsgemeinschaft durch Bildung von Teams von Innovatoren aus verschiedenen Bereichen. Hierdurch sollen Kooperationen zwischen Materialwissenschaftlern und der Industrie (kreative Industrie im speziellen), sowie anderen Akteuren geschaffen werden. Dies unterstützt InnoMatNet durch Hilfestellung, Support und die Identifizierung von Best Practices. Die Struktur von InnoMatNet erlaubt das Design und die Implementierung von Unterstützungsaktivitäten, die Open Innovation-Ansätze fördern und innovative Werkzeuge nutzen. Die Netzwerkaktivitäten und der interaktive Ansatz von InnoMatNet erlauben die Formierung neuer Allianzen, die für eine koordinierte und hochqualifizierte Forschung unerlässlich sind.

Zur Gewährleistung einer effektiven Produktionsplanung und –steuerung muss die häufig starken Schwankungen unterworfene Kundennachfrage möglichst exakt prognostiziert werden. In verschiedenen Studien wurde nachgewiesen, dass kein Prognoseverfahren existiert, welches stets gute Prognoseergebnisse erzielt. Daher wurde in diesem Projekt ein automatisches Prognosesystem entwickelt, welches geeignete Prognoseverfahren auswählt, darauffolgend deren Parameter konfiguriert und schließlich zukünftige Werte prognostiziert. Durch einen Meta-Lernansatz ermittelt das automatische Prognosesystem bessere Prognosen als Standardansätze aus der industriellen Praxis bei relativ geringem Rechenaufwand.

In heutigen Fertigungssystemen werden Informationen über die Einsatzmöglichkeit und Verfügbarkeit der Transportlogistik nur unzureichend berücksichtigt, um effiziente Produktionspläne zu generieren. Demzufolge können Einsparungen bei Durchlaufzeit und Kosten, die mit neuen Produktionssystemen erzielt werden, durch eine unausgewogene, nicht synchronisierte oder instabile Integration von Produktion und Transport vermindert werden. Der Focus des Forschungsprojekts lag auf der Verbesserung des Informationsflusses an den Schnittstellen zwischen dezentralen Fertigungs- und Logistiksystemen entlang einer Supply Chain. Innerhalb des Framewoks von LogGlobal wurden zwei sich ergänzende Forschungsprojekte in Deutschland durchgeführt, die sich mit unterschiedlichen Aspekten der Integration von Produktion und Logistik befassten. Im ersten Teilprojekt wurde eine Heuristik für die Ablaufplanung von Produktion und Transport entwickelt, die die gegenwärtigen Einsatzmöglichkeiten und Verfügbarkeit der beiden Systeme berücksichtigt. Das zweite Projekt untersuchte die funktionalen, organisatorischen und nationalen Barrieren entlang einer Supply Chain, die für eine effiziente und nachhaltige Integration von Produktions- und Logistiksystemen überwunden werden müssen.

Die Ergebnisse des Projekts wurden im Rahmen des BRAGECRIM Jahrestreffens 2013 in São Carlos (Brasilien) vorgestellt und erzielten in der Kategorie "Most Convincing Presentation" den zweiten Platz.

Ziel des ThroughLife-Projektes ist die Entwicklung und Validierung neuer Ansätze der lebenszyklusübergreifenden Anlagenverwaltung ausgewählter Technologien und Anwendungsszenarien im Bereich des Schiffsbaus. Dabei werden alle Lebenszyklusphasen der Technologien in Bezug auf ihre Kosteneffizienz, Umweltverträglichkeit und Sicherheit betrachtet. Besonderes Augenmerk wird auf die Identifikation, detaillierte Beschreibung und Demonstration innovativer, gemeinsamer Dienstleistungen der Hauptakteure des Lebenszyklus gelegt.

Unter Anderem werden in ThroughLife effiziente und umweltfreundliche Techniken und Materialien, Zustandsüberwachung und intelligente Wartung, Strategien und Methoden für vorausschauende zustands- und risikobasierte Instandhaltung und Reparatur, innovative Designstrategien, neue Geschäftsmodelle für gebrauchte Produkte, sowie Konzepte und Ideen für innovative Lebenszyklusservices betrachtet und entwickelt.

Der Cellular Conveyor, abgekürzt „Celluveyor“, ist

ein modulares Förder- und Positioniersystem, das auf

einem neuartigen Fördertechnikkonzept basiert. Das

am BIBA entwickelte, patentierte System besteht aus

zahlreichen kleinen sechseckigen Fördermodulen mit

omnidirektionalen Rädern, die jeweils von einem

elektrischen Motor angetrieben werden. Durch die

spezielle Anordnung der Räder sowie durch eine

gezielte Ansteuerung der einzelnen Antriebe können

die Objekte unabhängig voneinander auf beliebigen

Bahnen bewegt werden.

Die Module lassen sich ohne großen Aufwand zu

Förderfl ächen mit beliebigen Ausmaßen und Geo-

metrien zusammenfügen, die universell einsetz bar

sind. Alle Fördertechnikaufgaben wie zum Beispiel

das Bewegen, Vereinzeln und Zusammenführen, das

Ändern der Transportrichtung und die Orientierung

sowie das Clustern von Packstücken werden hier auf

kleiner Fläche durch nur eine einzige Anlage reali-

siert. Die modulare Bauweise mit den omnidirektio-

nalen Fördermodulen ermöglicht es, nahezu alle in-

tralogistischen Anlagentypen zu ersetz en, auch wenn

diese sehr komplexe Formen und Funktionalitäten

aufweisen.

Das Umlaufmanagement von Verleihartikeln in der Veranstaltungsbranche befasst sich mit der dynamischen Disposition und Steuerung von veranstaltungsspezifischen Aufträgen in einem geschlossenen Logistiksystem. Hierbei werden unter großem Zeitdruck heterogene Ladungen, vom Stuhl bis zur kompletten Bühnentechnik, zwischen dem Zentrallager des Ausrichters und einem oder mehreren Veranstaltungsorten bewegt. Die Disposition und Abwicklung gestalten sich durch besondere Kundenanforderungen bezüglich der Termintreue, der Flexibilität und des Preis-/Leistungsverhältnisses sehr schwierig. Zusätzlich erschweren unerwartete Ereignisse wie technische Defekte oder Diebstähle die Transportplanung, was unter dem durch eventuelle Folgeaufträge bedingten Zeitdruck zu einer komplexen und dynamischen Kommissionierung führt. Das Ergebnis sind oftmals volumenreduzierte und damit in ihrer Effizienz verminderte Transporte.

Für den Umgang mit zahlreichen Zielkonflikten in einem dynamischen Umfeld eignet sich der Einsatz von Methoden aus dem Bereich der Selbststeuerung. Seit Januar 2012 beschäftigt sich das Transferprojekt T6 „Selbststeuernde Disposition von Verleihartikeln“ des SFB 637 mit der Erstellung und Erprobung eines selbststeuernden Dispositionssystems für Verleihartikel mit integrierter Tourenplanung. Kooperationspartner des Projektes ist die Joke Event AG, eine Full-Service Agentur im Bereich Eventmarketing und Veranstaltungsmanagement mit Hauptsitz in Bremen.

Ziel des Projekts ist die Herausarbeitung der speziellen Herausforderungen bei der Einführung der Elektromobilität im ländlichen Raum der Modellregion Bremen -Oldenburg. Dazu kommen verschiedene Elektrofahrzeuge zum Einsatz, ebenso wie Simulationen zur Kopplung von Elektromobilität mit erneuerbaren Energien. Das BIBA beteiligt sich an dem Projekt mit der Entwicklung von Geschäftsmodellen und Produktlebenszyklusmanagement. Hierbei werden gesondert Konzepte für die Bereitstellung elektromobiler Dienstleistungen erarbeitet und der Einfluss verschiedener Nutzungsmodelle auf den Produktlebenszyklus der Fahrzeuge analysiert.

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<a href="Webseite">http://www.modellregion-bremen-oldenburg.de/">Webseite der Modellregion</a>

Im Projekt Mon²Sea wurden Prozesse und Infrastrukturen entwickelt sowie validiert, welche die Produktions- und Logistikprozesse bei der industriellen Serienfertigung und der Errichtung von Offshore-Windkraftanlagen in informationstechnischer und technologischer Hinsicht unterstützen. Es wurde die Entwicklung einer IT-Forschungsplattform vorangetrieben, die eine ganzheitliche, akteursübergreifende Planung und Steuerung der logistischen Prozesse in der Errichtungsphase ermöglicht. Das System umfasst das Prozessdesign, den innovativen Einsatz von IuK-Technologie und IT-Funktionalitäten. In umfangreichen Simulationsstudien wurden die dynamischen Wetter- und Seegangeinflüsse auf die aktuellen Prozesse untersucht und nachfolgend die Prozesse für das betrachtete Netzwerk neugestaltet.

Moderne Produktions- und Logistiknetzwerke sehen sich heutzutage vielfältigen, sich dynamisch verändernden Umweltbedingungen gegenüber, welchen oftmals durch eine kurzfristige flexible Systemanpassung nur unzureichend begegnet werden kann. Das Ziel des Verbundprojekts POWer.net war es in diesem Zusammenhang, Methoden für die reaktionsschnelle und aufwandsarme Wandlung von Unternehmensnetzwerken zu entwickeln und in eine Vorgehensmethodik zu überführen. Diese Vorgehenssystematik für die Bewertung möglicher Netzwerkalternativen sowie ein Monitoringansatz für das Controlling von Wandlungstreibern wurden prototypisch in einem Softwaretool implementiert und anhand eines realen Anwendungsfalls evaluiert.

AET hat das Ziel, ein Werkzeug zur Unterstützung der Entwicklung von Systemen und Komponenten in der Luftfahrtindustrie zu entwickeln. Das AET bildet dazu die vorgeschriebenen Entwicklungs- und Zertifizierungsprozesse softwaregestützt ab bei gleichzeitiger Berücksichtigung internationaler Normen und Standards, wie z. B. DO-178B (Software-Entwicklung) und DO-254 (Hardware-Entwicklung). Luftfahrtspezifische Prozesse sind sicherheitskritische Prozesse, die strengen Anforderungen durch die Zulassungsbehörden unterliegen. Entsprechend umfangreich gestaltet sich die Projekt-, Prozess- und Dokumentenverwaltung. Das AET unterstützt die Benutzer, indem es alle relevanten Informationen, Vorlagen und Anweisungen bereitstellt und die Benutzer durch den Entwicklungsprozess leitet.

Im Rahmen des Projektes mobile iQualiser wird ein mobiles und weitgehend autonom agierendes System entwickelt, mit dessen Hilfe große Bauteile aus Faserverbundmaterialien wie GFK und CFK einfach und effizient auf eventuell vorhandene Qualitätsmängel überprüft werden können. Hierzu wird eine geeignete Kinematik entwickelt. Weiterhin wird das mechanische System mit diversen Sensoren zur Ermittlung der Position im Raum, zur Orientierung am Werkstück und zur Gewährleistung der Arbeitssicherheit ausgerüstet. Nicht zuletzt wird der mobile iQualiser auch mit geeigneten Sensoren zur Durchführung der Qualitätsprüfung ausgestattet. Die mit Hilfe dieser Sensoren aufgenommenen Daten ermöglichen es der Steuerung des Systems, sich in einer komplexen Umwelt zurechtzufinden und die Aufgabe der Qualitätsprüfung auch unter sich verändernden Bedingungen zuverlässig durchzuführen. Das Ziel des Projektes ist der prototypische Aufbau eines solchen Systems sowie die Evaluation seiner Funktionsfähigkeit.

Intelligente und vernetzte Transportgüter, Ladehilfsmittel und Transportmittel können sich selbst und ihren Transport überwachen. Sie haben die Fähigkeit zur Selbststeuerung und können komplexe Logistikaufgaben robust sowie zuverlässig steuern und lösen. Durch Sensoren für die Transportbedingungen und für den Zustand der Güter kann das Logistikprinzip des „dynamic FEFO“ (First Expire, First Out) realisiert werden. Dabei ist der reale Zustand der Ware, wie z.B. der Reifegrad bei Obst, das Kriterium für die weitere Steuerung der Logistikkette. Dieses neue Logistikprinzip ermöglicht die Selbststeuerung logistischer Objekte und damit einhergehend innovative Logistikprozesse. Weitere Informationen und Ergebnisse sind unter der Projekt-Website

www.intelligentcontainer.com/startseite.html erfügbar.

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Die Projektergebnisse aus dem Arbeitspaket "Abschätzung juristischer Aspekte" wurden zudem detailliert im Buch "Robotik im Kontext von Recht und Moral" veröffentlicht. Dieses Buch kann direkt vom Nomos Verlag bezogen werden: <a href="www.nomos-shop.de/22143" target="_blank">www.nomos-shop.de/22143</a>.

BreTeCe entwickelt Lösungen und Dienstleistungen im Bereich funktionaler Tests. Viele Systemhersteller sehen sich mit der Herausforderung konfrontiert, ihr Produktportfolio gegenüber der Konkurrenz attraktiver zu gestalten. Hierfür binden sie zunehmend neue Technologien und Innovationen in ihre Produkte ein, zumeist realisiert durch den Einsatz mechatronischer Komponenten. Der steigende Anteil dieser Komponenten in Produkten wie z. B. Autos oder Flugzeugen führt zu einer stetig größeren Produktfunktionalität. Abhängig von der Produktfunktionalität wächst der Aufwand, um die Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit eines Produkts nachzuweisen. BreTeCe hat das Ziel, das Testen mechatronischer Produkte effizienter zu gestalten. Die drei wesentlichen Optimierungspotenziale hierfür werden in einem früheren Beginn der Testphase, verbesserter Interoperabilität des Testequipments und der Optimierung des Testprozesses gesehen. BreTeCe konzentriert sich deshalb auf die Vernetzung verteilter Testanlagen, die Standardisierung von Testsystemschnittstellen und die methodengestützte Generierung von Testfällen.

Ziel des Peripheria Projektes ist es, sogenannte Future Internet (FI) Plattformen and entsprechende Services zu entwickeln. Die Plattformen sollen nachhaltige Lebensstile fördern. Hierzu werden Netzwerke aus "smarten" peripheren Städten aufgebaut. Ein zentraler Aspekt bei der Entwicklung und Umsetzung der Services ist die frühe Einbeziehung von potentiellen Nutzern (Open Innovation). Eingesetzte Technologien und Modelle umfassen Web2.0, Internet of Things (Sensornetze und Context Awareness) sowie Internet of Services. Das Projekt wird von Unternehmen und Einrichtungen aus Deutschland, Schweden, Italien, Portugal und Griechenland bearbeitet.

In Bremen werden in Zusammenarbeit mit der Brepark Services für eine "Smart Street" entwickelt und getestet. Hierbei sollen Parkhäuser durch den Einsatz moderner Technologien und Konzepte zu Mobilitäts-Service-Zentren aufgewertet werden. Einen wesentlichen Aspekt stellt dabei die Einbeziehung der Umgebung rund um Parkhäuser dar (Shopping, Kultur, Events). Geplanten Services verwenden Smartphones (mit Near Field Communication), "Internet of Things"-Technologien sowie Webservices wie Foursquare oder Layar.

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<a href="de-de.facebook.com/pages/Periph%C3%A8ria-Smart-Street-Bremen/163346533729014"> Facebook Seite </a>

Die Anforderungen von Menschen mit sensorischen Einschränkungen werden bei der Entwicklung von Konsumprodukten in der Regel nicht angemessen berücksichtigt. Aus diesem Grunde erfüllen heutige Konsumprodukte hinsichtlich Interaktionsschnittstellen und Zugänglichkeit nur selten die Anforderungen von Menschen, die an sensorischen Einschränkungen leiden. Das Ziel von VICON ist es, den Entwicklungsprozess von Konsumprodukten zu unterstützen, so, dass Produkte von vornherein „Barrierefrei“ gestaltet werden können. Dieses Ziel wird in VICON durch die Entwicklung eines „Virtuellen Nutzer Modells“ erreicht. Das Modell bildet die Grundlage für eine Entwicklungsumgebung, welche die Spezifikation, Konstruktion, und Evaluierung von Benutzungsschnittstellen für Konsumprodukte ermöglicht. VICON fokussiert dabei auf Nutzer von Konsumprodukten mit leichten bis mäßigen Einschränkungen, wie etwa partielle Hörverluste oder die Augenkrankheit Makuladegeneration.<br>

Derzeit werden Nutzertests mit echten Nutzern durchgeführt, um die Qualität des VICON Ansatzes zu evaluieren.

Das Ziels Des Projektes OpenIN ist es durch die Entwicklung eines innovativen Lernparadigme und einer Webseite, Werkzeuge anzubieten,die kooperative Entwicklung von Kreativität und Innovation in verteilen Umgebungen unterstützen.

Förderprogramm: Lebenslanges Lernen - Querschnittsprogramm - Schwerpunktaktivität 3 - IKT (Nutzung von IKT für das Lernen)

Partner:

•Technical University of Kosice (Slowakei) - Vertragnehmer

•University of Porto (Portugal)

•Bremer Institut für Produktion und Logistik GmbH (Deutschland)

•Università delle LiberEtà del Fvg (Italien)

•TREBAG Property- and Projectmanagement Ltd. (Ungarn)

•Aarhus Social and Health Care College (Dänemark)

•Petko Rachov Slaveikov Secondary School (Bulgarien)

•FONDO FORMACIÓN EUSKADI (Spanien)

•LiNK (Deutschland)

Die Durchführung von Instandhaltungsmaßnahmen im Offshore Windenergie Bereich stellt eine besondere Herausforderung dar, da die Erreichbarkeit der Anlagen für die Servicetechniker sehr eingeschränkt ist. Umso wichtiger ist sowohl die Planung als auch die vollständige Dokumentation der durchgeführten Servicetätigkeiten. Im Rahmen des Projektes sind die Serviceprozesse im Offshore Bereich aufgenommen und ein Computerized Maintenance Management System (CMMS) unter besonderer Berücksichtigung mobiler Technologien spezifiziert worden.

Das Projekt “ELLIOT” zielt auf die Entwicklung einer web-basierten IT-Plattform. Nutzer bzw. Bürger sollen direkt in die Mitentwicklung und Erforschung neuer Ideen, Konzepte und technologischen Artefakten im Zusammenhang mit Anwendungen und Diensten im Internet der Dinge einbezogen werden. Die Plattform wird anhand von drei unterschiedlichen Fallstudien in den Bereichen Logistik, Wellbeing und Umwelt evaluiert. Innerhalb dieser Fallstudien werden die Möglichkeiten zur Nutzerintegration in die Entwicklung von Services und Dienstleitung erhoben. Das BIBA - Bremer Institut für Produktion und Logistik GmbH ist mit dem logistischen Anwendungsfall assoziiert und wird einen Demonstrator in diesem Bereich entwickeln und im Haus aufbauen.

Im Zuge der Globalisierung haben sich die Rahmenbedingungen in der Automobilbranche verändert. Individuelle Fahrzeugwünsche, neue Antriebstechnologien und ständige Innovationen erzeugen eine stetig wachsende Variantenvielfalt. Aus diesem Grund konzentrieren sich die Automobilhersteller auf ihre Kompetenzen und reduzieren ihre Fertigungstiefe. Dies führt zur Entwicklung komplexer Logistiknetzwerke, die es zu planen und zu steuern gilt.

Ziel des Forschungsvorhabens war es, die Informationstransparenz in Logistik- und Produktionsnetzwerken der Automobilindustrie zu erhöhen. Dazu wurde eine Vorgehensweise zur Integration von produktionslogistischen und produktspezifischen Informationen in betriebliche und überbetriebliche Systeme zur Auftragssteuerung entwickelt. Dadurch kann ein standardisierter echtzeitnaher Austausch prozessrelevanter Daten zur Steuerung und Optimierung der Wertschöpfungskette ermöglicht werden. Auf Basis dieser zu jederzeit aktuellen Daten wurde eine hybride (zentral - dezentral) Steuerungsmethodik entwickelt und implementiert, mit der auf Abweichungen vom Plan schnell und flexibel reagiert werden kann.

Die Zielsetzung des People-Projektes ist es, die Entwicklung intelligenter Städte (Smart Cities) durch den Einsatz von innovativen, internet-basierten Diensten zu beschleunigen. Hierbei stehen insbesondere Services zur Steigerung der Lebensqualität der Bürger und Besucher im Vordergrund. Die Umsetzung erfolgt dabei durch die frühe Einbeziehung von potentiellen Nutzern in den Planungs- und Entwicklungsprozess der Services (Open Innovation).

Im Rahmen des Projektes werden internetbasierte Services (auch für Smartphones) für den Technologie Park Bremen entwickelt und getestet. Das Projekt wird in Zusammenarbeit mit dem Technologie-Zentrum Informatik und Informationstechnik (TZI) bearbeitet.

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<p>Die zunehmende weltweite Konkurrenz unter den Unternehmen führt gleichzeitig zu einem verschärften Wettbewerb um gut ausgebildete Mitarbeiter. Daher wird die Bereitstellung geeigneter Aus- und Weiterbildungsprogramme zur Entwicklung und Verstetigung bestimmter Kompetenzen als strategischer Faktor angesehen. Ziel ist dabei die so genannte „Time-to-Competence“ (TTC) zu optimieren. Die Entwicklung und Durchführung von entsprechenden Kursen und Seminaren ist nach wie vor sehr zeit- und kostenintensiv. Das Projekt TARGET untersuchte, analysierte und entwickelte ein neues Genre des technikunterstützten Lernens, das das schnelle und effektive Erlernen bestimmter Kompetenzen unterstützt. Der Fokus lag dabei auf den Bereichen Innovation, Projektmanagement und der nachhaltigen Produktion.</p>

<p>Die entwickelte TARGET Plattform unterstützt einen komplexen Lernprozess mit innovativen Werkzeugen und Diensten. Der Lernende taucht z. B. in komplizierten Szenarien ein, die als computerbasiertes Spiel vorliegen. Die Interaktionen in dem Spiel führen dann zu einem Erfahrungsaufbau gefolgt von der Entwicklung bestimmter Kompetenzen. Das TARGET-Projekt fokussierte und integrierte dabei fünf Forschungsbereiche:</p>

<ul>

<li>Threshold Concepts, die, wenn sie vom Lernenden durchdrungen wurden, ein verbesserte Einsicht einer bestimmten Wissensdomäne erlauben

<li>Wissensökolöogie, die Wissen aus der Perspektive eines lebenden Organismus untersucht

<li>Cognitive Load Theory, nach der die Aufmerksamkeit und Gedächtnisleistung von Lernenden kontextuell beschränkt ist. Lerninhalte müssen so aufbereitet sein, dass keine Überforderung statt findet.

<li>Learning Communities, in denen die Mitglieder ihre Kompetenzen durch Erfahrungsaustausch kontinuierlich verbessern können

<li>Experience Management, um den Lernenden durch praktische Übungen beim Wissenserwerb zu unterstützen.

</ul>

Seit 2007 wird am BIBA die Studienreihe "RoboScan" durchgeführt. Jede Studie widmet sich einem speziellen Schwerpunktthema und soll darüber Aufschluss geben, wie sich der Technologieeinsatz im Feld der Robotik-Logistik entwickelt hat und wo zukünftige Einsatzgebiete und Aufgaben liegen können. Die Befragung richtet sich an Experten aus Logistikunternehmen, von Technologieanbietern sowie Berater und Forscher. Die Studie RoboScan’12 hat das BIBA mit dem Schwerpunktthema „Intuitive Roboterprogrammierung“ durchgeführt.

Die Kernaussagen von RoboScan’12 auf einen Blick:

 

1. Fünfjahresbetrachtung: Schleppende Entwicklung der Robotik-Logistik

2. Bedarf für Robotik-Logistik grundsätzlich vorhanden aber es gibt oft keine passenden Lösungen bzw. die Komplexität und der Aufwand der Integration sind zu hoch

3. Intuitive Roboterprogrammierung erhöht die Attraktivität von Robotik-Logistik signifikant

4. Gruppenvergleich der Einschätzungen der Marktteilnehmer zeigt Divergenzen.

 

Weitere Studienergebnisse finden Sie im Kurzreport.

Ziel dieses Forschungsvorhabens war die Entwicklung einer Methode zur Erkennung von Stückgütern. Innerhalb dieser wird eine Lage- und Positionsbestimmung von Stückgütern durchgeführt, so dass anschließend eine automatische

Entladung der Stückgüter durch einen Manipulator möglich ist. Der Kern des Forschungsvorhabens bestand in der Konzeption und Implementierung dieser Methode, welche anschließend mit simulierten und realen 3D-Sensordaten in Form von Punktwolken getestet wurde. Um die Möglichkeiten und Grenzen der Anwendbarkeit des Verfahrens für

die automatische Entladung von Stückgütern bewerten zu können, wurde zudem ein realitätsnaher Demonstrator aufgebaut.

Da die Kundennachfrage im Allgemeinen starken Schwankungen unterworfen ist, hat eine präzise Absatzvorhersage für eine effektive Produktionsplanung und -steuerung (PPS) eine sehr hohe Bedeutung. Diese ermittelt auf der Grundlage einer Bedarfsprognose das Produktionsprogramm, die Materialbedarfe und die Produktionsprozesse und führt unter anderem zu einem effizienten Einsatz der vorhandenen Ressourcen. Zum einen ist dies von großer Wichtigkeit für die Planung innerhalb einzelner Unternehmen, findet aber zum anderen in den letzten Jahren vermehrt in der Optimierung von Lieferketten und –netzwerken Beachtung.

In der Regel erfolgt die Vorhersage durch eine Analyse und anschließende Extrapolation vorangegangener Bedarfswerte. Dabei kommen unterschiedliche Methoden zum Einsatz, wie zum Beispiel statistische Verfahren, lineare Methoden wie z.B. das ARIMA-Modell, künstliche neuronale Netze, Fuzzy- oder Expertensysteme. Weitere Möglichkeiten der Prognose stammen aus dem Bereich der nichtlinearen Dynamik. Hier existieren bereits in anderen Anwendungsbereichen erprobte Methoden. In diesem Projekt wurden Methoden der nichtlinearen Dynamik zur Prognose regelmäßiger und sporadischer Zeitreihen der Kundennachfrage adaptiert. Weitreichende Evaluationen ergaben, dass diese Methoden insbesondere Potenzial zur Prognose komplexer, dynamischer Zeitreihen bieten.

Faserverbundwerkstoffe sind leicht und robust. Daher findet man sie heute zunehmend in den verschiedensten Produkten (Kraftfahrzeuge, Boote, Flugzeuge bis hin zu Brücken). Der Fertigungsprozess ist jedoch mit verschiedenen Unsicherheiten behaftet. Dies führt zu vergleichsweise hohen Ausschussraten bzw. Sicherheitszuschlägen in der Konstruktion. Ziel von iREMO ist die Umsetzung einer sensorgestützten Umgebung zur Überwachung und Steuerung eines wichtigen Prozessschrittes, der Aushärtung des Kunstharzes welches in die Bauformen eingebracht wird. Über die Messung der Temperatur und Viskosität des Harzes sollen regulierende Aktivitäten (wie das gezielte Kühlen von Bereiche einer Form) abgeleitet werden.

Stahlbleche werden heute in der Regel mit mechanischen Lastaufnahmemitteln umgeschlagen, welche die Last mit Hilfe von Haken, Ketten, Seilen und Gurten aufnehmen. Dieses Anschlaggeschirr ist relativ schwer und unhandlich, überzeugt jedoch durch großzügige Auslegung und Qualität in Bezug auf die Zuverlässigkeit. Allerdings bietet es wenig Innovationspotenzial und Spielraum für Prozessoptimierung. Im Projekt ISUS wird hierzu eine innovative Magnet-Traverse entwickelt, die typische Handlingprobleme reduzieren, die Notwendigkeit zur ständigen Wartung von Anschlagsystemen verringern sowie Beschädigungen der Stahlbleche vermeiden soll. Insgesamt soll der Umschlag der Bleche schneller, sicherer und materialschonender werden.

Bei der manuellen Prozesssteuerung von Rolltrailern und Ladungen im RoRo-Verkehr in Seehafenterminals besteht ein hoher Aufwand. Während der Lagerung der Trailer auf dem Gelände ist keine Zuordnung zum Eigentümer möglich.

Für die Verbesserung der Prozesskontrolle wurde im Projekt ein System zur automatisierten Positions- und Statuserfassung von Rolltrailern entwickelt, welches durch innovativer Informations- und Kommunikationstechnologien zur Identifikation, Kommunikation und Ortung kombiniert. Zum Einsatz kommen hierbei RFID und Satellitenortung zur Identifikation und Lokalisierung der Rolltrailer. Die Ausstattung der Trailer erfolgt mittels passiven Transpondern, die Zugmaschinen werden mit Datenterminals, RFID-Readern und GPS-Modulen ausgestattet. Das entwickelte System wurde in Form einer Demonstrationsanwendung vorgestellt, in Feldtests wurde die technische Umsetzbarkeit nachgewiesen.

Weitere Untersuchungen im Rahmen des Projekts ergaben, dass durch Einsatz des entwickelten Systems Suchaufwände für Objekte auf den Terminals reduziert, Kraftstoff für den Terminalverkehr eingespart und generell die Steuerungsmöglichkeiten für Objekte im RoRo-Verkehr verbessert werden können.

Die dynamische und strukturelle Komplexität logistischer Netzwerke verhindert zunehmend die Bereitstellung aller entscheidungsrelevanten Informationen für eine zentrale Planungs- und Steuerungsinstanz und erfordert deshalb adaptive logistische Prozesse mit der Fähigkeit zur Selbststeuerung. Mit Selbststeuerung wird hierbei die dezentrale Koordination autonomer logistischer Objekte in einer heterarchischen Organisationsstruktur bezeichnet. Die Autonomie der logistischen Objekte wie Stückgüter, Ladungsträger und Transportsysteme wird dabei durch neue Informations- und Kommunikationstechnologien wie z.B. die Radio Frequency Identification (RFID) und drahtlose Kommunikationsnetze ermöglicht. Diese und andere IuK-Technologien ermöglichen und erfordern neue Steuerungsstrategien und autonome, dezentrale Steuerungssysteme für logistische Prozesse. Dabei stehen Aspekte wie Flexibilität, Adaptivität und Reaktivität auf sich dynamisch verändernde äußere Einflüsse unter Beibehaltung der globalen Ziele im Vordergrund.

<p>Motivation</br>

Die Selbststeuerung logistischer Prozesse ist ein Paradigma zur Erhöhung der Flexibilität und der Robustheit logistischer Systeme. Im Rahmen der Selbststeuerung werden logistische Objekte mit Fähigkeiten zur dezentralen Entscheidungsfindung und ausführung ausgestattet. Für die Modellierung selbststeuernder Prozesse stehen jedoch keine geeigneten Methoden zur Verfügung. Klassische Methoden zur Prozessmodellierung spiegeln nicht den dezentralen Charakter selbststeuernder Geschäftsprozesse wider, während beispielsweise Modellierungsmethoden für Multi-Agenten-Systeme die notwendige logistische Ausrichtung fehlt.</p>

<p>Vorgehen und Methoden</br>

Dieses Projekt füllt diese Lücke, indem es Methoden und Werkzeuge zur Spezifikation und Analyse dieser neuen Prozesse bereitstellt. Im Rahmen des Projekts wurde die Autonomous Logistics Engineering Methodology (ALEM) entwickelt. Sie besteht aus einem Vorgehensmodell, einem Sichtenkonzept sowie einer grafischen, UML-basierten Notation und erlaubt Logistikprozessexperten die Spezifikation und Analyse selbststeuernder logistischer Geschäftsprozesse. Diese drei Modellierungselemente sind in der prototypischen Modellierungssoftware ALEM-Tool implementiert. </p>

<p>Ergebnisse</br>

ALEM ermöglicht die Entwicklung von Selbststeuerungsansätzen und die Konfiguration der logistischen Infrastruktur. Zur Analyse der logistischen Leistung modellierter Geschäftsprozesse können ALEM-Modelle über ein dreistufiges, auf der Model Driven Architecture beruhendes Verfahren, (semi-) automatisch in die externe Multi-Agenten-Simulation PlaSMA übertragen werden. Auf diese Weise lassen sich Leistungskennzahlen und Informationen über das Verhalten der einzelnen logistischen Objekte bestimmen, auf deren Basis Prozessexperten Geschäftsprozesse anpassen oder verbessern können.</p>

Grundlagenforschung verständlich zu vermitteln ist ein oft unterschätztes Vorhaben.

Das Teilprojekt Z2 hatte daher die wichtige Aufgabe, die Idee und Motivation der Selbststeuerung anhand verschiedener Demonstrationen zu veranschaulichen. Zu diesem Zweck wurden verschiedene Szenarien entwickelt und implementiert, die als Demonstratoren des SFB dienten. Die logistische Selbststeuerung wurde praktisch erlebbar gemacht, indem bei den Vorführungen der verschiedenen Demonstratoren die Gutachter und andere Personen in verschiedene Rollen als Objekte versetzt wurden, die durch eigene Intelligenz (IT, PDA), d. h. durch Auswertung der Randbedingungen, Entscheidungen hinsichtlich des nächsten Transportweges oder Produktionsschrittes treffen und diese auch entsprechend visualisiert und somit eine Nachvollziehbarkeit gewährleistet. Durch die geschickte Umsetzung mit adäquaten Benutzerschnittstellen, sowie durch den Einsatz von Hardware, die den Stand der Technik repräsentierte, konnte eine hohe Akzeptanz und eine positive Außendarstellung realisiert werden.</br>

Darüber hinaus wurde im Teilprojekt Z2 eine prototypische Umsetzung der entwickelten Konzepte und Methoden aus den Teilprojekten des SFB umgesetzt, damit die theoretischen Konzepte als praktische Versuche durchführt werden konnten. Somit konnte sowohl die softwaretechnische Umsetzung als auch eine hardwaretechnische Implementierung der entwickelten Selbststeuerungsmechanismen realisiert werden. Die Teilprojekte konnten somit spezifische Untersuchungen in einem Gesamtkontext durchführen, so dass neben dem Praxistest der prototypisch umgesetzten Modelle und Methoden auch ggf. noch existente Konflikte zwischen unterschiedlichen Modellen und Methoden erkannt und behoben werden konnten.

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Weitere Informationen zu den Demonstratoren finden Sie hier: <a href="www.sfb637.uni-bremen.de/341.html" target="_blank">www.sfb637.uni-bremen.de/341.html</a>.

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<b>Motivation</b></br>

Da sich aufgrund der Größe von Kommunikationsnetzen (z.B. Internet oder Netze für den Mobilfunk) eine zentrale Steuerung verbietet, sind selbststeuernde Algorithmen in diesen Bereichen seit den Anfängen erfolgreich angewendet worden. Aufgrund großer Ähnlichkeiten von Kommunikations- und Logistiknetzen liegt es nahe, erprobte Algorithmen aus der Datenkommunikation auf logistische Prozesse zu übertragen.

Die implizit dort schon vorhandene Eigenschaft der Reaktivität ist auch in logistischen Netzen aufgrund ihrer schlechten Vorhersagbarkeit notwendig und soll durch allgemeine Methoden der Reaktiven Planung und Steuerung erweitert werden. Diese Methoden haben ihren Ursprung im Bereich der künstlichen Intelligenz und sind dadurch gekennzeichnet, daß sie ständig aktuelle Informationen aufnehmen und prozeßbegleitend verarbeiten.</br>

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<b>Ergebnisse 1. Phase (2004-2007)</b></br>

Grundlage der Arbeiten bildet eine im ersten Arbeitsschritt erstellte Analyse der Elemente und Prozesse logistischer Transportnetze. Hieraus wurden Transportszenarien entwickelt, auf denen die zu untersuchenden Algorithmen getestet und verglichen werden können.

Es wurde eine C++ - Simulationsumgebung erstellt, die die Simulation von Transportnetzen auf Basis der Szenarienbeschreibungen ermöglicht. Des Weiteren wurde auf der innerhalb des SFB speziell entworfenen Agentenplattform "PlaSMA" eine Simulationsumgebung entworfen, um eine Kompatibilität zu anderen Teilprojekten zu erhalten. Unter Verwendung der Simulationsumgebungen wurde die Anwendbarkeit von Verfahren festgestellt und in Veröffentlichungen dokumentiert. Die bisherige Entwicklung der Selbststeuerungskonzepte mündete in einem an Algorithmen aus der Datenkommunikation angelehnten "Distributed Logistic Routing Protocol - DLRP". Die Eignung des DLRP für bestimmte Transportszenarien wurde nachgewiesen.</br>

</br>

<b>Ziele 2. Phase (2008-2011)</b></br>

Als Fortführung des Projektes soll in diesem Vorhaben erforscht werden, wie das selbststeuernde Routing von Stückgütern und Transportmitteln unter erweiterten praxisrelevanten Einschränkungen und unter Berücksichtigung komplexerer Strukturen gestaltet werden muss, und wo die Leistungsgrenzen des in der ersten Projektphase entwickelten und untersuchten Grundkonzeptes liegen. Diese Anforderungen bestehen aus drei Kernpunkten: Berücksichtigung von Ladungsträgerhierarchien, Routingmechanismen für große Netze und Informationsbarrieren, die in der Praxis existieren.

Ein weiterer wichtiger Arbeitspunkt, vor allem in Hinblick auf die Bewertung und das Erkennen der Grenzen der Selbststeuerung, ist die Entwicklung realitätsnaher Benchmarkszenarien. Die entwickelten Selbststeuerungskonzepte sind von so grundlegend anderer Struktur, dass die etablierten Benchmarkszenarien (z.B. die sog. Solomon-Instanzen) für die Selbststeuerung nicht genutzt werden können.

Ziel des Teilprojektes C2 ist die Erforschung und Umsetzung von Konzepten und Verfahren zur Datenintegration. Diese sollen, basierend auf generischen Services, einen durchgehenden und systemunabhängigen Zugriff auf und Austausch von Daten im heterogenen Umfeld der Selbststeuerung gewährleisten. Entsprechende Mechanismen sind derzeit nicht verfügbar. Es existieren jedoch verschiedene Ansätze (z.B. Mediatoren, Services oder Ontologien) die als Basis für einen systemunabhängigen Datenzugriff genutzt werden können. Der wesentliche Fokus der Arbeit im Jahr 2009 lag auf der Entwicklung einer prototypischen Mediatorkomponente sowie der Analyse serviceorientierter Architekturen.

Ziel des SaMSys-Projekts ist es, dem Flugsicherheitsoffizier einer Fluggesellschaft ein Werkzeug an die Hand zu geben, welches ihn dabei unterstützt, die Sicherheitslage der Airline bewerten zu können und ihm ein proaktives Sicherheitsmanagement zu ermöglichen.

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Bisherige Ansätze beschränken sich lediglich darauf, mit statistischen Methoden die verschiedenen Daten einer Airline auszuwerten um Trends zu erkennen und entsprechend zu reagieren. Diese Mittel lassen sich jedoch nur noch bedingt wirkungsvoll einsetzen, da bei der vorherrschenden Sicherheitslage messbare Vorfälle so selten auftreten, dass die vorliegenden Datensätze einer einzelnen Airline nicht mehr ausreichen um aussagekräftige Statistiken zu bilden. Desweiteren sind gar nicht alle möglichen Fehlerquellen (z.B. anthropogene Fehlerquellen) direkt in Datenquellen erfasst, so dass auch hier die bestehenden Systeme an ihre Grenzen stoßen.

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Hier setzt das Projekt an, indem eine ganzheitliche Methodik entwickelt wird, die neben den direkt messbaren Datensätzen auch andere Sicherheitsfaktoren wie zum Beispiel die Reaktion von Piloten in Stresssituationen oder die Geschäftsprozesse der Airline mit einbezieht und daraus Kennzahlen zur Sicherheitslage der Airline berechnet.

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Es wurden verschiedene Prototypen implementiert, mit denen die Machbarkeit der geplanten Methodik verifiziert werden konnte.

Bremerhaven entwickelt sich zu einem bedeuten Standort für die Offshore-Windenergie-Branche. Diese Relevanz wird unter anderem auch durch den geplanten Offshore-Terminal-Bremerhaven deutlich, der ab dem Jahr 2015 seinen Betrieb aufnehmen soll. Im Rahmen des Projekts OT-B wird eine Vorstudie durchgeführt, welche die Bedarfe an die Logistik und an die nötigen Ressourcen des geplanten Offshore-Terminals untersucht. Der Betrachtungszeitraum der Vorstudie umfasst die Jahre 2015 bis 2045.

Ziel des Projekts ist es, durch den Einsatz von Lernverfahren und koordinierter Selbstorganisation sowohl sehr gute Maschinenbelegungspläne zu generieren als auch flexibel auf unvorhergesehene Ereignisse reagieren zu können. Drei Ansätze sollen verfolgt werden:

 

1. Entwicklung und ständige Anpassung von Kontrollregeln, abhängig von der Situation im Produktionssystem
2. Ausstattung der lokalen Akteure mit global berechneten Informationen zur Verbesserung der Koordination
3. Entwicklung von Methoden zur Überwachung und Steuerung selbstorganisierender Produktionsprozesse.

 

EURIDICE verfolgt die Erstellung notwendiger Konzepte, technischer Lösungen und Geschäftsmodelle, um die fortschrittlichsten Informationsdienste für den Frachtverkehr in Europa zu schaffen. Das Projekt baut auf der Idee des intelligenten Packstücks auf, das durch folgende Vision beschrieben ist: „In fünf Jahren werden die meisten Güter, die durch europäische Logistikkanäle verkehren, intelligent sein. Sie werden durch globale Telekommunikationsnetzwerke verbunden, um diverse Informationsdienste für Logistik-Operatoren, industrielle Nutzer und öffentliche Einrichtungen zu bieten.“

Die Umsetzung dieser Vision wird sich auf bestehende Logistikabläufe auswirken. Ziel ist die Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit, des Kundennutzens und Umweltfreundlichkeit.

Die Anzahl der umzuschlagenden Container wird langfristig ansteigen und damit auch die Auslastung der Containerumschlaggeräte. Daraus ergibt sich für die Instandhaltung die Forderung nach einer besseren Stabilität der Geräte bei gleichzeitig deutlich eingeschränkten zeitlichen Zugriffsmöglichkeiten auf die Containerumschlaggeräte für Instandhaltungsarbeiten. Im Rahmen des Projektes ist ein technisches System entwickelt worden, welches die Erfassung und zuverlässige Bewertung von Betriebsdaten über Sensoren an wichtigen Komponenten (Equipment Monitoring, Condition Monitoring) ermöglicht. Dabei ist der Wechsel von der festen zyklischen Instandhaltungsstrategie zu einer zustandsorientierten Instandhaltungsstrategie verfolgt worden.

In dem Projekt werden unterschiedliche RFID-Transponder und Lesesysteme zur Fahrzeugidentifikation bewertet. Dazu werden am Markt verfügbare Transponder und Reader sowie spezielle Testaufbauten für unterschiedliche Testreihen eingesetzt. Unter anderem wird zunächst eine szenarioabhängige Anforderungsaufnahme für die funkbasierte Fahrzeugidentifikation erstellt. Auf Basis bestehender Standards bzw. Empfehlungen werden nachfolgend die entsprechenden Testszenarien konzipiert und durchgeführt. Ziel des Projekts ist es in statischen und dynamischen Tests die Eignung passiver UHF-Transponder und Lesesysteme für Mautsysteme und PKW-Zulassungen zu ermitteln.

Die Dynamik komplexer, großer Netzwerke interagierender dynamischer Systeme ist schwer zugänglich, und in vieler Hinsicht fehlen die zur Analyse benötigten Methoden und Werkzeuge. In diesem Projekt werden wir solche Netzwerke vom Standpunkt der Stabilitäts- und Approximationstheorie aus studieren und werden Anwendungen in der Logistik untersuchen. Zu diesem Zweck sollen Stabilitätskriterien für nominelle und gestörte Netzwerke entwickelt werden. Ferner werden wir die Robustheit derartiger Netzwerke in Bezug auf Störung der Dynamik in den einzelnen Knoten und der Netzwerkstruktur analysieren. Um Approximationsmethoden zu entwickeln, welche die strukturellen Eigenschaften des Netzwerks bewahren, schlagen wir vor, unterschiedliche Zeitskalen im Netzwerk und Bewertungsverfahren für die Knoten des Netzwerks zu verwenden. Dieser Ansatz ist durch ein reales logistisches Szenario motiviert, in dem verschiedene Zeitskalen auf natürliche Weise auftreten. Die theoretischen Ergebnisse werden benutzt werden, um weitere Einsicht in die Dynamik logistischer Netzwerke zu erhalten und um Prinzipien für das Management logistischer Prozesse abzuleiten.

“By 2020 enterprise collaboration and interoperability services will become an invisible,

pervasive and self-adaptive knowledge and business utility at disposal of the European

networked enterprises from any industrial sector and domain in order to rapidly set-up,

efficiently manage and effectively operate different forms of business collaborations, from the

most traditional supply chains to the most advanced and dynamic business ecosystems.”<p>

<p>

The mission of the COIN IP is to study, design, develop and prototype an open, self-adaptive,

generic ICT integrated solution to support the above 2020 vision, starting from notable existing

research results in the field of Enterprise Interoperability (and made available by the whole

Enterprise Interoperability DG INFSO D4 Cluster and specifically by the projects ATHENA,

INTEROP, ABILITIES, SATINE, TRUSTCOM) and Enterprise Collaboration (and made

available by the projects ECOLEAD, DBE, E4 and ECOSPACE).

In particular, a COIN business-pervasive open-source service platform will be able to expose,

integrate, compose and mash-up in a secure and adaptive way existing and innovative to-bedeveloped

Enterprise Interoperability and Enterprise Collaboration services, by applying

intelligent maturity models, business rules and self-adaptive decision-support guidelines to

guarantee the best combination of the needed services in dependence of the business context, as

industrial sector and domain, size of the companies involved, openness and dynamics of

collaboration.

<p>

This way, the Information Technology vision of Software as a Service (SaaS) will find its

implementation in the field of interoperability among collaborative enterprises, supporting the

various collaborative business forms, from supply chains to business ecosystems, and becoming

for them like a utility, a commodity, the so-called Interoperability Service Utility (ISU).

<p>

The COIN project will finally develop an original business model based on the SaaS-U

(Software as a Service-Utility) paradigm where the open-source COIN service platform will be

able to integrate both free-of-charge and chargeable, open and proprietary services depending on

the case and business policies.

Mit dem Verbundvorhaben SIMKAB soll auf die zukünftigen Herausforderungen eines stark wachsenden Passagier- und Frachtverkehrs in der Luftfahrt reagiert werden. Das Vorhaben bildet dabei den übergeordneten Rahmen, um Basistechnologien für eine effiziente und vereinfachte Kabine zu entwickeln. Um die zukünftige Nachfrage nach Lufttransportleistung unter ökonomischen und ökologischen Ansprüchen bedienen zu können, sollen Technologien für eine einfache und flexible Standardkabine, die einen geringen Anpassungsaufwand an Kundenwünsche bietet, entwickelt werden.

Das Ziel des Teilprojektes „Frachtsystem“ ist die Untersuchung der Anwendung von aktiven RFID-Komponenten zur Erkennung von Luftfrachtbehältern, so genannten ULDs (ULD = „Unit Load Device“ wie Containern und Paletten). Ein wichtiger Gesichtpunkt besteht in der Untersuchung der Verträglichkeit bzw. der Wechselwirkung aktiver RFID-Technologie mit der Flugzeugelektronik, damit alle Anforderungen an die Sicherheit zukünftiger Flugzeuge erfüllt werden.

Forschungsprojekte der vergangenen Jahre wiesen die Eignung künstlicher neuronaler Netze als effizientes Instrument einer intelligenten Produktionsregelung nach. Die Fähigkeit, während des Einsatzes kontinuierlich aus neugewonnen Erfahrungen zu lernen und die damit verbundene Flexibilität der Regelung haben sich bei gleichzeitig niedrigem Modellierungs- und Rechenaufwand als Hauptvorteil gegenüber klassischen Methoden der Produktionsregelung erwiesen.Ziel des Forschungsvorhabens ist es, durch Simulation über längere Zeiträume hinweg fundierte Kenntnisse über das Langzeit-Lernverhalten verschiedener Typen neuronaler Netze in der Produktionsregelung zu erlangen. Anhand der gewonnenen Daten sollen automatisierte Vorgehensweisen zur Sicherstellung der Lerneffizienz über lange Zeiträume erarbeitet und zuverlässige Aussagen die Lebensdauer und den Wartungsaufwand im Einsatz betreffend formuliert werden. Die gewonnenen Erkenntnisse

sollen in die Entwicklung einer neuronalen Hybridlösung münden, die speziell im Hinblick auf den Einsatz in der Produktionsregelung die besten Eigenschaften im Bereich kontinuierlichen Lernens aufweist.

<p>Motivation</br>

Die Elektronikindustrie zeichnet sich als ein sich schnell entwickelndes Marktsegment aus. Um konkurrenzfähig zu bleiben, müssen Firmen flexibel auf sich ändernde Bedingungen reagieren, wobei die Zusammenarbeit innerhalb der Supply Chains eine primäre Rolle spielt. Hierzu müssen Unternehmen nicht nur auf operativer Ebene, sondern auch auf taktischer und strategischer Ebene zusammenarbeiten. Neben dem Fehlen entsprechender Tools, wird der Austausch taktischer und strategischer Informationen durch verschiedene Faktoren behindert. Dies sind bspw. Medienbrüche, fehlende Methoden und Regeln für den Informationsaustausch und im Besonderen das Fehlen von Wissen über die strategischen und taktischen Ziele, sowie über die aktuellen Pläne der anderen Teilnehmer des Netzwerkes.</p>

<p>Vorgehen und Methoden</br>

Das europäische Konsortium bestand aus zehn Partnern aus insgesamt fünf Ländern. Die wissenschaftlichen Partner stellten ihre Expertise in den Bereichen Prozess- und Entscheidungsmodellierung (bspw. BPMN, GRAI u.ä.) zur Verfügung. Die IT-Partner trugen mit ihrer langjährigen Erfahrung in den Bereichen CRM, SRM und ERP grundlegend zum Entwurf und der Umsetzung des Frameworks bei. Die Anwendungspartner lieferten die notwendigen Informationen zum Entwurf des Frameworks und fungieren als Erstanwender.</p>

<p>Ergebnisse</br>

Das Ergebnis ist die Entwicklung eines Frameworks zur Unterstützung bei strategischen und taktischen Entscheidungsprozessen. Das Framework besteht aus drei Hauptkomponenten: Ein Referenzmodell für die Kommunikation in nicht hierarchischen Netzwerken für die strategische und die taktische Ebene, einem Vorgehensmodell, das beschreibt, wie das Referenzmodell auf unterschiedlichen Planungsebenen angewendet wird und einem Softwareprototypen zur Umsetzung der Referenzmodelle auf Basis bereits existierender SRM und CRM Systeme.</p>

Mit dem geplanten Personal Mobility Center (PMC) soll der Nukleus für eine Modellregion zur schnellen und nachhaltigen Einführung von Elektromobilität im Nordwesten Deutschlands geschaffen werden, die zunächst in der Metropolregion Bremen – Oldenburg, später aber auch deutlich darüber hinaus, alle dazu erforderlichen Aktivitäten bündelt und die Voraussetzungen für ein Zusammenwachsen mit anderen Modellregionen zur Elektromobilität in Deutschland schafft. Die hier im Rahmen des Konjunkturprogramms beantragten Mittel sollen den Impuls geben, Elektromobilität innerhalb von zwei Jahren nahtlos in bestehende Verkehrskonzepte der Metropolregion zu integrieren. Dazu wird von den Partnern in PMC sowohl die erforderliche Infrastruktur aufgebaut als auch eine vielseitige Fahrzeugflotte unmittelbar mit Projektstart ausgebaut, so dass am Ende der zweijährigen Startphase von PMC mehr als 100 Elektrofahrzeuge in den Verkehr der Metropolregion funktionell und öffentlichkeitswirksam integriert sein werden.

Elektrofahrzeuge vom E-Fahrrad bis hin zum viersitzigen Pendlerfahrzeug, von der individuellen Nutzung über die Integration in den bestehenden ÖPNV bis hin zu Fahrzeugflotten im Car-Sharing für Privatpersonen oder für Firmen bilden die Fahrzeugflotte, die in PMC zum Einsatz gebracht werden soll. Dabei werden kommerziell verfügbare Fahrzeuge eingesetzt und zusätzlich neue Fahrzeugkonzepte aus laufenden Entwicklungsprojekten evaluiert. Stromtankstellen werden von den Projektpartnern an den relevanten öffentlich zugänglichen Stellen installiert, und Ladevorgänge auf Firmengeländen oder aus privaten Haushalten werden in den Geschäftsmodellen von PMC berücksichtigt. Das Konzept von PMC lautet: „Elektromobilität effizient anbieten“ und soll die Hürde umgehen, derzeit noch zu teure Elektrofahrzeuge an Endkunden verkaufen zu müssen.

Ein signifikanter Anteil der von deutschen Seehäfen umgeschlagenen Container wird im Seehafen entleert bzw. beladen. Besonders aufwändig sind das Stauen von inhomogenen Packstücken, z.B. im Bereich des Part-by-Part (PbP) Versands in der Automobil-Logistik, und das Ausladen von Kartonagen. Die Entladung verschiffter Konsumgüter und Textilien in großen Mengen in Kartonagen und ohne Verwendung von Paletten wird bis heute manuell bewerkstelligt. Beim Beladen des Containers ist der Stapler nur eingeschränkt manövrierfähig. Dies erschwert das Stauen von sperrigem Stückgut und reduziert die Auslastung des Containers. Weiterhin wird durch die fortlaufend eintreffenden Güter die Beladungsplanung erschwert.

Beide Prozesse sind ein Engpass in der Abwicklung von Im- und Exportabläufen.

Im Projekt wird ein Geräteprototyp entwickelt, der Seecontainer mit inhomogenen Kartonagen automatisch entlädt und ein Prototyp, der Seecontainer mit inhomogenem Stückgut automatisch belädt. Zur dynamischen Beladungsplanung wird ein Softwarewerkzeug entwickelt, das aus einem fortlaufend aktualisierten Lagerbestand, durch Zugriffe auf avisierte Objekte und Eingriffe in Konsolidierungsprozesse dynamisch optimale Containerladungen zusammenstellt. Der Einsatz dieser neuartigen Geräte erhöht die Prozessqualität. Die Automatisierung beider Prozesse reagiert auf stetig steigende Warendurchsätze und steigert Leistungs- und Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Seehäfen. Eine Automatisierung der jeweiligen Folgeprozesse wird vorbereitet. Die Projektplanung beinhaltet eine ausgiebige Testphase der Prototypen, in der der Nachweis der technischen Machbarkeit und Wirtschaftlichkeit erbracht wird.

IDS ist ein durch die Luftfahrtindustrie beauftragtes Forschungsprojekt. Das System hat zum Ziel, den Ingenieur bei seiner alltäglichen Arbeit zu unterstützen, indem es den Kontext aus verschiedenen Programmen (z.B. MS Office) ermittelt und semantisch ähnliche Dokumente proaktiv als Hilfestellung einblendet.

Die semantische Anreicherung erfolgt über kombinierte Verfahren, wie dem Filtern zum Entfernen von nicht relevanten Textabschnitten und dem Einsatz von lexikalischen Scannern, um die Schlagwörter aus den Dokumenten zu extrahieren. Mit Hilfe von Clustering-Algorithmen, die aus der Menge von Schlagwörtern semantische Zusammenhänge erkennen, können die Dokumente eingeordnet und priorisiert werden. Ausgewählte Frameworks wurden im Jahr 2009 untersucht und hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit evaluiert.

Mit einer lückenlosen Identifizierung und Verfolgung des Materialflusses, sowie einem elektronischen Datenaustausch zielt dieses Projekt auf die Verbesserung und Flexibilisierung der Produktionsplanung in der Herstellung von qualitativ hochwertigem Stahl ab. Durch geeignete Technologien wird der Produktionsprozess über auftretende Medienbrüche hinweg unterstützt und so eine gleichmäßige Bearbeitung ohne Staubildung realisiert. Die Herausforderung in der Gestaltung des Systems liegt in den vergleichsweise harten Umweltbedingungen, welche beispielsweise eine automatische Identifikation durch klassische Technologien erschweren oder gar ausschließen.

Das Logistiksystem in Werkstattfertigungen ist auf Grund wiederholter Transporte zu gleichen Arbeitssystemen sowie unterschiedlicher Transportmengen hohen Anforderungen ausgesetzt. Diese Situation wird zusätzlich verstärkt durch dynamische Effekte, die das Systemverhalten beeinflussen. Während hierunter in der Regel eine „externe“ Dynamik verstanden wird, die durch Nachfrageschwankungen und Auftragsänderungen ausgelöst wird, kann in Systemen mit einer komplexen Materialflussstruktur eine „interne“ Dynamik beobachtet werden, die durch auch in Werkstattfertigungen auftretende Ursachen wie z.B. Materialrückflüsse, ausgelöst wird und nichtlineare Zusammenhänge aufweisen kann. Diese interne Dynamik kann die Logistik-leistung negativ beeinflussen (stark schwankende Bestände, erhöhte Durchlaufzeiten, sinkende Auslastung, etc.).

Ziel des vorgestellten Forschungsvorhabens ist es, die Auswirkungen der internen Dynamik auf den mittel- und langfristigen relevanten Gestaltungsprozess zu analysieren und zu beherrschen. Dies soll zu einer Anpassung bestehender oder der Entwicklung neuer Methoden zur Gestaltung von Logistiksystemen in Werkstattstrukturen führen, wobei der Fokus in erster Li-nie auf den Teilbereichen Dimensionierung und Strukturplanung liegen wird.

Als Instrumente zur Beschreibung und Beherrschung der beschriebenen internen Systemdynamik und ihrer Ursachen eignen sich die Modelle und Methoden der Nichtlinearen Dynamik. Es ist beabsichtigt, diese auch in diesem Forschungsvorhaben zur Strukturierung und Dimensionierung von Logistiksystemen einzusetzen. Die Verifikation der erzielten Ergebnisse soll durch die Untersuchung und ggf. Gestaltung realer Systeme unter Verwendung der abgeleiteten Ver-fahren und Methoden erfolgen.

Auf einem Terminal werden Container von Flurförderzeugen, sogenannten Straddle Carriern transportiert. Beim Umschlag von Ladung, die aufgrund ihrer Größe in Spezialladungsträgern transportiert werden muss, wird für den Transport auf dem Terminal zusätzlich ein Überhöhenrahmen eingesetzt. Die Überprüfung des Verriegelungszustands zwischen Überhöhenrahmen und Container war zum Teil fehlerhaft. Dies führte zu Unfällen und Beschädigungen an Ladung und Ladungsträgern. Innerhalb des Projekts ist daher eine unterstützende, elektronische Überwachungselektronik entwickelt worden. Das System wird derezit auf dem Terminal eingesetzt und verringert das Unfall- und Beschädigungsrisiko signifikant.

Die Abstimmung zwischen den Prozessbeteiligten in der Automobil-Logistik im Seehafen ist heute durch einen kurzfristigen Planungshorizont gekennzeichnet, da kein Prozessteilnehmer Zugriff auf sämtliche planungsrelevanten Informationen hat.

Untersuchungsgegenstand dieses Projekts ist daher die übergreifende Planung und Steuerung der Auftragsabwicklungsprozesse von Terminal- und Transportdienstleistern in der Fahrzeuglogistik von Seehafen-Automobil-Terminals. Ziel des Projekts LogPRo ist die Verbesserung der Planungs- und Steuerungsprozesse der Fahrzeuglogistik durch den Einsatz eines gemeinsamen, prototypischen IT-basierten Leitstandes sowohl für Terminal- als auch Transportdienstleister. Die Idee des IT-basierten Leitstands ist es, die Transparenz planungsrelevanter Informationen für alle Prozessbeteiligten zu erhöhen und die eigenen Anforderungen an die anderen Prozesspartner zu kommunizieren, um so zum eigenen Nutzen sowie im Sinne einer optimalen Zielerreichung des Gesamtsystems Einfluss auf die Planung der operativen Auftragsabwicklung der Fahrzeuglogistik nehmen zu können.

Der kontinuierliche, ständig aktuelle Überblick über die Prozessaktivitäten der Logistikkette

ermöglicht eine bessere Auslastung der zur Verfügung stehenden Ressourcen der einzelnen Prozessbeteiligten.

Die Aufgabenschwerpunkte liegen vor allem in der Entwicklung des integrierten Planungs- und Steuerungskonzepts für Terminal- und Transportleistungen sowie in der Durchführung der Simulation zur Validierung dieses Konzepts.

Der Kompetenzatlas Aus- und Weiterbildung in der Logistik ist eine innovative Applikation, die für den Logistikfabriktisch erstellt wurde und über die Aus- und Weiterbildungsmöglichkeiten in dieser zukunftsträchtigen Branche in der Region Bremen in Deutsch und Englisch informiert.

Die Planung und Durchführung der Wartung bzw. Instandhaltung im Offshore Windenergie Bereich stellt eine besondere Herausforderung dar. Bedingt durch die eingeschränkte Erreichbarkeit der Anlagen ist die Instandhaltungsplanung und Durchführung sehr komplex und kostspielig. Dementsprechend müssen Wartungs- und Instandhaltungsmaßnahmen sehr gut vorbereitet werden, um eine genaue Planung der einzusetzenden Ressourcen zu gewährleisten. Im Rahmen des Projektes sind die Rahmenbedingungen für die Aufnahme und Aufbereitung der Lebenszyklusdaten hinsichtlich einer Auswertung der Ausfallcharakteristika untersucht worden.

Die Virtual Global University war eine Privatinitiative von Professoren der Wirtschaftsinformatik und verwandter Fachgebiete aus Deutschland, Österreich und der Schweiz, um die Globalisierung in der Bildung praktisch umzusetzen. Hierzu wurden Studienangebote aus dem deutschsprachigen Raum mittels Internet und Multimedia-Technologien auf den weltweiten Bildungsmarkt gebracht.

Die VGU setzte hierzu den weltweit ersten virtuellen Master-Studiengang in Wirtschaftsinformatik auf, der in einem zweijährigen Studium zum Abschluss "international Master of Business Informatics" (MBI) führte. Er richtete sich vor allem an Personen mit einem ersten Hochschulabschluss, die an einem international anerkannten Titel (Master) interessiert sind. Der Titel wurde von der beteiligten Universität Viadrina-Frankfurt/Oder vergeben.

Die ersten Studenten des Master-Programms begannen im Wintersemester 2001 mit ihrem Studium an der "Virtual Global University". Das Programm wurde Ende 2014 eingestellt.

Das Projekt „Logistikfabriktisch“ wurde in Kooperation vom BIBA mit dem Unternehmen eventfive durchgeführt. Entwickelt wurde ein multimediales Werkzeug, durch welches Logistikprozesse dargestellt und erfahrbar gemacht werden. Durch Detaillierungsebenen werden dem Nutzer die komplexen Inhalte vereinfacht dargestellt. Jede Ebene enthält verschiedene Multimediaobjekte, wie Film, Foto und Text. Hierbei werden exemplarisch verschiedene logistische Unternehmen des Logistikprozesses abgebildet, ihre Rolle in der Logistikkette verdeutlicht und ihr Zusammenspiel visualisiert. Des Weiteren kann sich der Nutzer individuell über die dargestellten Unternehmen informieren. Unter anderem auf dem Bremer Logistiktag 2010 und dem Deutschen Logistikkongress in Berlin wurden die Ergebnisse präsentiert. Durch die Nutzung eines Multitouch-Tisches steht die Plattform gleichzeitig mehreren Nutzern zur Verfügung.

Ziel der Planungskomponente ist die exemplarische Darstellung des Planungswerkzeuges anhand des Transfers wissenschaftlicher Ergebnisse in die Wissenschaft. Ein besonderes Highlight sind exemplarische Logistikketten, anhand derer der interessierte Nutzer beispielhafte Transportketten nachverfolgen und sich über Herausforderungen in den einzelnen Bereichen informieren kann.

Technik/ Prozesse:

Entwicklung der Applikation

Definition der Darstellung

Das Vorhaben zielt auf einen Durchbruch für den Einsatz der mobilen "Wearable" IuK-Technologien in produzierenden Unternehmen und dem nachgelagerten After-Sales Bereich.

Computersysteme, die während der Nutzung, vergleichbar mit einer Armbanduhr, am Körper getragen werden, bieten die Möglichkeit, Informationstechnologien tiefer in Arbeitsprozesse dringen zu lassen und sie ohne Brüche in die vorhandene Infrastruktur und Prozessunterstützung zu integrieren. „Wearable und Mobile Computing“ folgt dem Paradigma, Informationen und Geschäftsprozesse an jedem Ort und zu jeder Zeit verfügbar zu machen, ohne dass die primäre Aufmerksamkeit der Benutzer dem Computersystem gilt (Analogie: Fahrzeugnavigation gestützt auf GPS-Signale im Gegensatz zur stationären Routenplanung).

Mangelnde Nutzerakzeptanz der neuen Wearable-Technologie, unter anderem aufgrund von Sicherheitsbedenken, unzureichende Prozessintegration, sowie Hardwaretechnologien, die den Anforderungen einer Produktivumgebung nicht gerecht werden, sind die Haupthindernisse zur Erreichung der vorhandenen Potentiale. Deshalb soll neben der anwendungsspezifischen Systemintegration unter Verwendung von COTS-Komponenten (commercial-off-the-shelf) in Usability Studies evaluiert werden, wie eine Steigerung der Nutzerakzeptanz erreicht und die tatsächliche Nutzbarkeit der Systeme in industriellen Anwendungen sichergestellt werden kann. Es sollen für die ausgewählten Anwendungsfelder Kommissionierung sowie Diagnose, Wartung und Reparatur Testimplementierungen von sicherheitstechnisch und organisatorisch effizienten und praxistauglichen Wearable Computing-Lösungen entstehen.

Im Frühjahr starteten das BIBA und die Jacobs University, Systems Management, in Kooperation mit Logistik

für Unternehmen als Medienpartner zum zweiten Mal eine Online-Umfrage zur Robotik in der Logistik. Nun

liegt die ausgewertete Studie vor und zeigt neben den Entwicklungen der Robotik-Logistik von 2007 bis heute

vor allem künftige Herausforderungen von Robotersystemen für die Optimierung von Logistikprozessen.

Die Ergebnisse der Studie finden Sie auf dialog.jacobs-university.de und www.robotik-logistik.de

Weitere Information finden Sie unter www.logistik-fuer-unternehmen.de

CO-LLABS ist ein thematisches Netzwerk und strebt die europaweite Einführung von IKT orientierten Living Lab Services an. Dadurch sollen KMU in der Lage sein, ihre Innovationspotentiale besser auszuschöpfen, und einen Beitrag zu "Open Innovation" Umgebungen zu leisten. Im CO-LLABS thematischen Netzwerk kommen die fortschrittlichsten Living Labs Europa's, sowie regionale, innovations-orientierte KMU zusammen, um thematische Pilotanwendungen in Bereichen, wie etwa e-Business, e-Health, e-Logisitik, und e-Inclusion umzusetzen. Die Aktivitäten in CO-LLABS basieren auf ein fundiertes Verständnis gegenwärtiger Living Lab Praktiken, und werden verstärkt durch die Vermittlung von Erfahrungen aus erfolgreichen Geschäftsmodellen KMU orientierter Living Labs.

Das Projekt Laboranova (Collaboration Environment for Strategic Innovation) fokussiert auf die frühe Phase des Innovationsprozesses und zielt darauf ab, existierende sozio-technische, kollaborative Infrastrukturen zur systematischen Generierung, gemeinsamen Nutzung und Evaluierung innovativer Ideen zu unterstützen.

Laboranova beinhaltet die Entwicklung und Bewertung von Modellen und Werkzeugen in drei für die frühe Innovationsphase spezifischen Bereichen: Ideengenerierung, Verbindungen im Sinne von Kontakten sowie zwischen Wissensobjekten und Evaluierung von Ideen.

Die in Laboranova entwickelten Methoden und Werkzeuge unterstützen dabei das Konzept eines offenen Innovationsprozesses. Besondere Anwendungsschwerpunkte stellen sogenannte „Living Labs“ dar.

Zur Zeit wird der Laboranova Werkzeugkasten konsolidiert und für weitergehende Arbeiten aufbereitet.

Die Firma Eurogate GmbH betreibt am Standort Hamburg einen der größten Umschlagterminals der Welt für Standard-Seecontainer. Die stetig steigenden Containerumschlagszahlen erfordern eine Erweiterung der Lagerkapazitäten und somit eine Vergrößerung der Standflächen. Aufgrund der Begrenzung der zur Verfügung stehenden Flächen des Eurogate-Terminals durch die Elbe, eine Autobahn und eine Zugtrasse, erfolgt die Zwischenlagerung einer großen Anzahl von Containern derzeit in einem nahe gelegenen Depot (siehe Abb. unten). Der Transport der Container zwischen dem Terminal und dem Depot erfolgt dabei per LKW.

Das Projekt „Seilbahn – Transportsysteme in Hafenterminals“ soll daher in der ersten Phase die Möglichkeiten des Einsatzes von Fördersystemen, die den Luftraum nutzen und in der Lage sind bauliche Hindernisse zu überwinden, untersuchen. Die Prüfung erfolgt in Phase I im Rahmen einer Machbarkeitsstudie und anhand eines realitätsnahen Modells. In der zweiten Phase soll das validierte Konzept in die Realität umgesetzt werden.

Bei der Pilotanlage ist eine Distanz von 280 m (Luftlinie) zu überwinden. Gleichzeitig ist auf dieser Distanz eine Mindesthöhe über Grund von ca. 16 m zu garantieren. Flächen für die Tragwerke und die Ein- und Ausschleusung werden nach Bedarf zur Verfügung gestellt. Rechtliche und betriebliche Sicherheitsanforderungen müssen zunächst ermittelt und später auch von der Anlage erfüllt werden. Um die Wirtschaftlichkeit des Vorhabens sicherzustellen, muss die Gesamtleistung bei ungefähr 60 Einheiten pro Stunde in beide Richtungen (Terminal-Depot-Terminal) liegen, wobei die Anlage im 24h Betrieb arbeiten soll. Eine entsprechende Verfügbarkeit ist zu gewährleisten. Weiterhin soll die Anlage vollautomatisch funktionieren, das heißt neben der eigentlichen Transportstrecke sind folgende Anlagenteile vorzusehen:

 

1. Vollautomatisierte Aufgabe- und Abnahmestationen, die mit Straddle Carrier (SC) oder Reachstacker (RS) beschickt werden können und aufgesetzte Container selbständig an die Anlage weiterleiten bzw. Container aus der Anlage entnehmen und in eine Position bringen, in der sie von SC oder RS aufgenommen werden können.
2. Beidseitige Puffervorrichtungen, die die Container in der vorgegebenen Taktzeit bereithalten und somit die Anlage von der Arbeitsgeschwindigkeit der SC/RS entkoppelt.
3. Übergabestationen, an denen die Container aus dem Puffer an die Förderanlage übergeben werden.

   Die Anlage soll sowohl zum Transport von standardisierten 20 ft. und 40 ft.-Containern (auch High-Cube) dienen. Wünschenswert ist ferner der Transport von 45 ft.-Containern.

 

In Zukunft soll das innovative Produkt „Containerseilbahn“ auch an verschiedenen anderen Orten zum Einsatz kommen; die Anwendbarkeit soll dabei stetig erweitert werden. Denkbar wäre beispielsweise ein Einsatz zur Verbringung von Seecontainern aus einem Hafenterminal ins Hinterland oder zur Überwindung von Gewässern. Durch die Verkehrsvermeidung und Schonung der Infrastruktur werden wichtige Ziele der Ökologistik erreicht.

In Logistiknetzen mit enger Verflechtung und großen Flexibilitätsanforderungen treten noch immer unerwünschte nichtlineare dynamische Effekte in den Bestandsentwicklungen auf – in reinen Lieferketten Bullwhip-Effekt genannt. Die Forschung in diesem Bereich teilt sich in zwei verschiedene Herangehensweisen. Die so genannte normative Forschung sucht die Gründe im System selbst, z.B. in systeminternen Zeitverzögerungen o.ä., und schlägt als Gegenmaßnahmen folgerichtig Regelungsstrategien vor, welche nicht auf einzelne Unternehmen, sondern auf das Gesamtsystem gerichtet sind und somit prinzipiell mit einer Einschränkung der Entscheidungsfreiheiten der einzelnen Unternehmen einhergehen müssen.

Die so genannte deskriptive Forschungsrichtung hingegen sucht die Gründe für den Bullwhip-Effekt in der begrenzten Rationalität der Entscheidungsträger. Daher kommt es u.a. zu einer Unterschätzung der Versorgungslinien. Als Gegenmaßnahmen sind hier verschiedene Lernstrategien entwickelt worden. Letztlich wird den Instabilitäten nur durch Elemente beider Herangehensweisen nachhaltig entgegengewirkt werden können. Grundfragen bei der Verknüpfung beider Ansätze sind: Welche Ursachen lassen sich mit welchem der beiden Ansätze am besten oder eventuell ausschließlich beseitigen? Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung und Erforschung einer integrativen, ganzheitlichen und adaptiven Regelungs- und Lernstrategie zur nachhaltigen Reduktion von Instabilitäten in Liefernetzen.

Zielsetzung von ESKALE ist die Entwicklung, Konfiguration und Implementierung eines Informationsmanagement-Portals für traditionelle Mittelständler auf Basis der CAS Portal-Lösung . Insbesondere KMUs, deren Historie und Tradition im Bereich des Handwerks liegt und die heute im industriellen Maßstab produzieren, sind gezwungen, auch die wissensintensiven betrieblichen Abläufe zu professionalisieren. Hierzu gehören die Verarbeitung kundenindividueller Auftragsspezifikation, das Handling umfangreicher Produktpaletten mit einer großen Anzahl an möglichen Varianten sowie ein verlässlicher Überblick über Bedarfe und Bestände in der Produktion. Die Chance, heute auch als Kleinunternehmen mit den eigenen Produkten einen weltweiten Markt bedienen zu können und die eigene Ressource möglicherweise weltweit in Kooperationen einzubringen, fordert gleichzeitig eine im Idealfall permanente Angebots- und Lieferfähigkeit der Unternehmen. Der Trend zur Individualisierung verlangt zusätzlich kurzfristig kundenspezifische Lösungen. Insbesondere traditionelle Unternehmen in Deutschland, deren Historie eher im Bereich des Handwerks liegt, verfügen zwar häufig über exzellente Prozessfähigkeiten. Internationale Wettbewerber hingegen kompensieren diesen Wettbewerbsvorteil häufig über niedrige Preise und vor allem kurze Reaktionszeiten. Aus diesem Grunde ist die Bereitstellung KMU-tauglicher IT-Ansätze zur Unterstützung wissensintensiver Prozesse in Unternehmen (vor allem im Bereich der Produktspezifikation zur Verbesserung der Angebotsfähigkeit) ein entscheidendes Erfolgskriterium zur Verteidigung der Marktposition deutscher Anbieter.

Das Projekt ProDIAP erforscht und entwickelt neue Verfahren zur schnelleren und sensitiveren Detektion von biologischen Verunreinigungen in der Bauten- und Lackfarbenherstellung. Über eine Laufzeit von zwei Jahren entwickelt das BIBA in dem vom BMBF geförderten Projekt zusammen mit Qiagen, einem weltweit führenden Hersteller im Bereich der molekularen Diagnostik und Probenanalyse, und J. W. Ostendorf GmbH & Co. KG, einem der führenden Farbenproduzenten Europas, ein System für die automatische Untersuchung von Produktionsproben. Eingebunden in ein wissens-basiertes Expertensystem werden die Analyseresultate ausgewertet und interpretiert. Hierbei hat die Evaluation des entwickelten Analyseverfahrens eine 99% Sensitivität ergeben.

Basierend auf diesem System werden Konzepte zur Minimierung des Biozideinsatzes und zur Verringerung von Produktionsabfällen entwickelt.

In der Studie, welches vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert wird, steht im Mittelpunkt die Identifizierung von zukünftigen Qualifikationserfordernissen bei beruflichen Tätigkeiten auf mittlerer Qualifikationsebene aufgrund der Anwendung des „Internet der Dinge“ im Bereich der Distributionslogistik. Dabei wird einerseits geklärt, welche beruflichen Tätigkeiten von der Nutzung des „Internet

der Dinge“ betroffen sind; anderseits soll im Rahmen der durchzuführenden Studie vor allem vorhergesagt werden, inwiefern sich mit der Einführung der neuen Technologie die Qualifikationserfordernisse für betroffene Zielgruppen verändern werden. Zielgruppe der Studie sind Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen der mittleren Beschäftigungsebene aus dem Bereich Logistik.

Die Studien werden hauptsächlich auf zwei Sektoren fokussiert: die Lebensmittelindustrie und die Automobilindustrie. In jedem dieser zwei Sektoren werden die Prozesse in der Distributionslogistik betrachtet und analysiert.

Gegenstand dieses Transferprojekts ist die Weiterentwicklung und Anwendung einer Selbststeuerungsmethode zur selbststeuernden Lagerverwaltung von Automobilen sowie die prototypische Entwicklung und Implementierung geeigneter Sensorsysteme zu deren Umsetzung. Im Rahmen der Forschungsarbeiten im Teilprojekt A1 wurden bereits erste Anwendungspotenziale zur Verbesserung der Geschäftsabläufe in der automobilen Lagerverwaltung am Beispiel eines typischen Automobil-Terminals der Firma BLG Logistics durch Anwendung eines regelbasierten Selbststeuerungsansatzes nachgewiesen. Im Rahmen dieses Transferprojektes soll dieser neue Ansatz zur selbststeuernden Lagerverwaltung umfassend weiterentwickelt und mittels heute verfügbarer Sensorsysteme und Informations- und Kommunikationstechnologien in Form eines Hard- und Softwareprototypen praktisch umgesetzt werden.

Im Transferprojekt T2 wurde ein Verfahrensablauf für eine Zuordnung von Bekleidungswaren zu Kundenbestellungen entwickelt. Diese Zuordnung ist dynamisch veränderbar, um so kurzfristig auf zeitliche Änderungen einerseits bei Kundenaufträgen wie kurzfristige Bestellungen und andererseits auf Terminverschiebungen bei der eigenen Verfügbarkeit reagieren zu können.

Die individuelle Warenidentifizierung und die Zuordnung der Warenpakete zu Bestellungen wurden in einer prototypischen Hard- und Softwareapplikation implementiert, welche in Labor- und Feldversuchen getestet wurde. Das entwickelte Verfahren wurde durch Prozesssimulation hinsichtlich der erreichbaren Prozesspotenziale und durch eine Wirtschaftlichkeitsanalyse in seinen wirtschaftlichen Auswirkungen abgeschätzt.

Durch Anwendung des Verfahrens können Potentiale im Hinblick auf die Reduzierung von Lagerbeständen und Durchlaufzeiten erschlossen werden.

Ziel des Forschungsvorhabens ist die Erarbeitung eines skalierbaren Anlaufmanagementprozessmodells für kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) der Elektronikbranche. Dieses beinhaltet ein Quality-Gate-Managementmodell, ein Netzwerkfähigkeitscontrolling, sowie ein Reaktionsstrategie- und Informationsregelkreismodell. Ziel ist die Effizienzsteigerung von Anlaufsituationen in Electronic Supply Chains und das Erreichen von "Ramp-Up ExcellenceES", dem Nachweis für die Netzwerkfähigkeit von KMU im Serienanlauf.

Das Projektziel ist die Bereitstellung eines intelligenten, kontextbasierten Wissensmanagement Systems für Entwickler, die im Bereich der Flugzeugentwicklung arbeiten.

Nutzer, die eine spezifische Aufgabe erledigen (z.B. Design einer Rippe für A350) erhalten eine kontextspezifische Unterstützung bei ihrer Aufgabe in Form von Dokumenten und ähnlichen Wissensartefakten.

Diese Unterstützung kann durch die Referenzierung auf einen generischen Prozess erreicht werden. Alle existierenden Artefakte sind mit Aktivitäten verknüpft, die wiederum den Aufgaben in konkreten Projekten entsprechen. Hierdurch kann bei der Bearbeitung einer neuen Aufgabe (bspw. für A3XX) das Konstruktionswissen angeboten werden.

Das BMBF beabsichtigt, im Jahr 2010 ein neues Programm für die Produktionsforschung aufzulegen. Mit einem neu zu entwickelnden Programm „Produktionsforschung 2020“ soll die Motivation und der Rahmen für die künftige öffentliche Förderung der Produktionsforschung in Deutschland dargestellt werden, um vorwettbewerbliche, anwendungsorientierte Forschung zur nachhaltigen Stärkung des produzierenden und verarbeitenden Gewerbes am Standort Deutschland zu fördern. Das BMBF hat ein Kernteam mit Mitgliedern aus Wissenschaft, Industrie und Verbänden definiert. Dieses Kernteam hat die Aufgabe gemeinsam mit einer repräsentativen Auswahl an Experten (Arbeitsgruppen) dieses Programm gemeinsam mit beim BMBF und dem Projektträger PTKA zu erarbeiten. Das BIBA erstellt in der Arbeitsgruppen 5 einen Bericht (themenorientierte Positionspapier), der die langfristigen Trends und Entwicklungen in den Schwerpunkten Textilmaschinen, Energieerzeugung / -speicherung (inkl. Brennstoffzellen), Turbinen, Solar, Windkraftanlagen und Wärmepumpen beschreibt.

Für die automatisierte Beladung von Rollcontainern mit kubischem Stückgut wurde ein roboterbasiertes System entwickelt, welches mittels Mehrfachgriff schnell und effizient Rollcontainer kommissioniert. Ganz im Sinne einer Low-Cost-Automation wurde auf aufwendige Sensorik verzichtet, ohne dabei die Flexibilität und Prozesssicherheit des Systems zu beeinflussen. Ein eigens für den speziellen Anwendungsfall entwickelter Greifer kann bis zu drei Pakete zeitgleich aufnehmen. Das System ermöglicht die Beladung von drei Standard-Rollcontainern mit unterschiedlichen Paketspektren in einer gemittelten Taktzeit von 900 Paketen pro Stunde. Das System kann mit bis zu zwei weiteren Rollcontainern problemlos erweitert werden. Eine Pilotierungsphase wurde in Kooperation mit ThyssenKrupp Krause GmbH bei dem Unternehmen APO-Logistics bereits erfolgreich durchgeführt.

Das Ziel der Tell Me ist die Demokratisierung von Living Labs und Innovationsprozessen in Europa. Das Projekt strebt den Ausbau einer europaweiten Serviceinfrastruktur für eine unkomplizierte Einrichtung, Unterhaltung und Bewertung von Living Labs in den Bereichen E-Government, E-Democracy und E-Services an, die Bürger und politischen Institutionen als auch Projektentwickler und Investoren einbezieht.

Das Projekt wearIT@work erforscht und entwickelt industrietaugliche Wearable-Computing-Lösungen für die Anwendungsfelder

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<li>Varaintenproduktion in der Automobilindustrie,

<li>Flugzeugwartung,

<li>Arzt-Patient Interaktion im Krankenhaus,

<li>und Notfallintervention.

</ul>

Die Fachkräfte in diesen Bereichen sollen durch extrem mobile und - je nach Anwendungsfall - auch in die Kleidung integrierte Informations- und Kommunikationssysteme unmittelbar in ihren Arbeitsprozessen unterstützt werden.

Ziel des Forschungsprojekts war es, Referenzprozesse für die dezentrale Datenverwaltung und darauf basierender Anwendungen in der Intralogistik der Bekleidungsindustrie, z. B. für Lager und Warenausgang zu entwickeln.

Insbesondere wurde untersucht, inwieweit relevante Produktdaten unter Nutzung der Transponder- bzw. RFID-Technologie auf Bekleidungswaren und aus den Waren zusammengestellte Packstücke verlagert werden können. Im Ergebnis konnte eine einfache Referenzlösung für die Anwendung der RFID-Technologie pilotmäßig erstellt werden, welche ohne großen Änderungsaufwand in der Bekleidungslogistik angewendet werden kann.

Die Entwicklung und Bewertung solcher Lösungen für selbststeuernde Anwendungen durch eine einfache, dezentrale Datenhaltung leistet einen Beitrag zur Implementierung von Selbststeuerungskonzepten in der Industrie, insbesondere bei kleinen und mittelständischen Unternehmen.

Die aktuellen Herausforderungen der Seewirtschaft, die vom BMBF für das Forschungsprogramm »Schifffahrt und Meerestechnik für das 21. Jahrhundert« identifiziert worden sind, liegen in der Erzielung größerer Wirtschaftlichkeit, optimaler Umweltverträglichkeit, höherer Sicherheit, Anpassung an neue Transportaufgaben und in der Integration des Verkehrsträgers Schiff in intermodale Transportketten. Das Projekt MarLife fokussiert auf eine deutliche Erhöhung der Zuverlässigkeit und damit der Wirtschaftlichkeit des Schiffsbetriebs sowie auf die Schonung der Umwelt. Das MarLife Konsortium besteht aus Reedereien, Zulieferern, Dienstleistern und Forschungseinrichtungen, die während der dreijährigen Projektlaufzeit die Kostenstrukturen über den Lebenszyklus von Schiffen analysieren, Szenarien des Schiffsbetriebs untersuchen und ein Life Cycle Management Konzept und sowie Life Cycle Management Lösungen entwickeln, die auf die Anforderungen der Anwender zugeschnitten sind. Im Zuge des Projekts wird ein integriertes Life Cycle Management Leitsystem entwickelt, welches den Reedereien fallspezifisch Informationen zur Verfügung stellt, welche diesen als Grundlagen von Entscheidungen bzw. als Basis für die fallspezifisch einzuleitenden Maßnahmen dienen.

Seit kurzem wird am LogDynamicsLab ein Transferprojekt mit der Getränkeindustrie durchgeführt, um das übergreifende Nutzenpotenzial der RFID-Technologie zu erschließen. Die Logipack GmbH als Verpackungsunternehmen, Getränke Nordmann als Großhändler und die Stralsunder Brauerei als Getränkehersteller und Abfüller haben dies als strategischen Erfolgsfaktor erkannt und ziehen dabei an einem Strang.

Ein großer Vorteil der RFID-Technologie ist die dezentrale Datenerfassung über den gesamten Produktlebenszyklus und damit die Bereitstellung dieser Daten für alle Teilnehmer eines Supply-Chain Netzwerkes. Durch die Nutzung dieser Daten können die jeweiligen Teilnehmer ein bestimmtes Optimierungspotenzial für ihre Produktionsplanung und -steuerung bzw. Lager- und Transportsteuerung erkennen und realisieren. Die Installation und der Betrieb der RFID-Technologie verursacht auf der anderen Seite auch Kosten, wobei Kostenträger und Technologienutzer nicht automatisch identisch sind. Diese Diskrepanz erschwert die Verbreitung dieser Technologie und bremst die Erschließung der vorhandenen Optimierungspotenziale.

Ziel dieses Transferprojektes ist eine nach Teilnehmern differenzierte quantitative Nutzenbewertung der RFID-Technologie über den gesamten Produktlebenszyklus und die Verwendung dieser Bewertung zur Zuordnung der Kosten auf die einzelnen Teilnehmer. Dabei soll nicht die Technik in Rechnung gestellt werden, sondern der jeweilige Nutzen der jeweilige Nutzen eines Teilnehmers durch das Abrufen und Verwenden der dezentral bereitgestellten und abgerufenen Informationen. Dies soll in einem Konzept eines Billing-Modells für RFID-Technologie entlang der Supply-Chain münden, das für eine höhere Verbreitungsgeschwindigkeit sorgt und somit dem schnelleren Erschließen des logistischen Optimierungspotenzials dient.

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<b><i>Projekt-Nr.: </b></i><br>

ECOLEAD (FP6.IP506958) <br>